TWI269060B - Image-capturing lens, image-capturing device and image capturing unit - Google Patents

Description

1269060 (1) 玫、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明與影像捕捉透鏡有關，該影像捕捉透鏡適用於 固態影像捕捉裝置的光學系統，諸如c C D式的影像感應 器或CMOS式的影像感應器。 【先前技術】 近年來，配備影像捕捉裝置的行動電話與個人電腦愈 來愈普遍，高性能、體積小的影像捕捉裝置使用固態的影 像捕捉裝置，諸如CCD (電荷耦合元件）式的影像感應 器或CMOS (互補金屬氧化物半導體）式的影像感應器。 由於高密度致使行動電話與個人電腦的體積縮小或功 能增加，因此，也要求影像捕捉裝置上的影像捕捉透鏡不 斷地縮小，以實現微型化的影像捕捉裝置。 近年來，用於小型影像捕捉裝置之影像捕捉透鏡愈來 愈普遍的透鏡結構是3片式’其中，第一'片透鏡具有正的 折射放大率（refracting power)，第二片透鏡具有負的折射 放大率，以及，第三片透鏡具有正的折射放大率，從物體側 開始按此順序排列，與單片透鏡或2片式透鏡的結構相較 ，此類型的影像捕捉透鏡具有較高的性能。此等所謂3件 式的影像捕捉透鏡例如揭示於TOKKAI No. 200 1 -7 5 006。 雖然TOKKAI No. 200 1 -7 5 006所描述之影像捕捉透鏡 的各種像差都能得到正確的修正，同時能獲得廣角的視野 ，不過，此類型透鏡無法使影像捕捉透鏡的全長（在整個 - 5- (3) 1269060 項目（2)所描述之本發明的構造與項目（〇描述的 相同，且第三透鏡具有正的折射放大率。由於是從物體側 按第一正透鏡、第二負透鏡及第三正透鏡之順序排列的構 造，因此，此爲所謂的3片式的構造。 項目（3 )所描述之本發明的構造與項目（1 )或（2 )描述的相同，但第一透鏡、第二透鏡及第三透鏡其中任 一的至少一側是非球面。 在上述構造中，當非球面是用於第一正透鏡時，此修 正球面像差及慧形像差’然而’當非球面是用於第二負透 鏡時，此修正慧形像差及像散。此外，若是在第Ξ正透鏡 ，由於第三正透鏡是安排在最靠近影像面的位置，因此可 利用軸向光束與周邊光束通過之高度相互不同的現象，以 非球面修正遠離光軸之螢幕周邊部分的各種像差。 項目（4 )所描述之本發明的構造本身與項目（1)、 (2 )或（3 )描述的相同，且當光軸上從光圈到影像側焦 點的距離以L表示，有效影像面的對角線長度以2Υ表示 ，第一透鏡的焦距以Π表示，第三透鏡的焦距以f3表示 ，整個透鏡的焦距以f表示時能滿足下述條件式（1 )-( 3 ) 〇 L/2Y < 1.50 ( 1 ) 0.50 < fl/f < 0.95 ( 2) 1 .00 < f3/f < 1.40 ( 3 ) (4) 1269060 上述構造之條件式（1 )代表規定影像捕捉透鏡之總 長度的條件，且能達成縮短的目的。當不超過條件式（1 )的上限値時，影像捕捉透鏡的總長度可以縮短，且在共 同的影響下，影像捕捉透鏡的外徑可以縮小。順帶一提， 計算條件式（1 )所使用的L是從光圈到影像側焦點間的 距離，影像側焦點意指當平行於光軸之準直的光線進入影 像捕捉透鏡時成像的點。此外，如果在第三透鏡的影像側 面與影像側焦點間配置一平行平板形的光學構件（諸如低 濾波器），被滿足的條件式（1 )中要包括每一個平行平 板形光學構件被轉換成空氣-轉換距離後的厚度。空氣-轉 換距離Dc由下式得到：Dc = t/n，其中t是光學構件（如 低通濾波器）的厚度，η是光學構件的折射率。 此外，條件式（2 )是規定第一正透鏡的折射放大率 。經由不超過式（2 )的下限値時，可避免第一透鏡的正 折射放大率過度地增加，並避免曲率半徑過小。另一方面 ，當不超過上限値時，可避免第一透鏡的正折射放大率過 度地降低，此有利於縮短影像捕捉透鏡的總長度。 條件式（3 )是規定第三正透鏡的折射放大率。經由 不超過式（3 )的下限値時，可避免第三透鏡的正折射放 大率過度地增加，使正折射放大率的適當分布介於第一透 鏡與第三透鏡之間（在本發明中，fl <f3更佳）。另_方 面，當不超過上限値時，可避免第三透鏡的正折射放大率 過度地降低。 項目（5 )所描述之本發明的構造本身與項目（I )、 -8- (5) 1269060 (2)、（3)或（4)描述的結構相同，且滿足以下的條件式： -0.06 < R3/ ( ( N2-1 ) . f) < -0.20 (4) 其中，N2是第二透鏡d_線的折射率，R3是第二透鏡之物 體側的曲率半徑，f是整個影像捕捉透鏡的焦聚。 條件式（4 )顯示的條件是藉適當設定第二透鏡之物 體側的負折射放大率，使場的曲率容易修正，且使影像表 面平坦。（在本例中，由於第二透鏡之物體側的焦距是以 R3/ ( N2-1 )計算，式中使用第二透鏡的曲率半徑（r3 ) 及折射率（N2 )，因此，條件式（4 )是顯示第二透鏡物 體側之焦距與影像捕捉透鏡之總焦距的比）。 當R3/ ( ( N2-1 ) .f)的値低於上限時，第二透鏡物 體側的負折射放大率不會變得大於所需，並可限制離軸光 通量之慧形雜光的產生，俾能得到絕佳的影像品質。另一 方面，當R3/ ( ( N2-1 ) ·ί*)的値高於下限時，第二透鏡 物體側的負折射放大率可被維持。因此，正的Petzval和 可降低，且場的曲率可以很容易地修正。此外，第一正透 鏡所致使的球面像差與慧形像差都可獲得正確的修正。 項目（6 )所描述之本發明的構造本身與項目（1 )、 (2 ) 、 ( 3 ) 、（ 4 )或（5 )描述的結構相同，且滿足下 式，其中v 1代表第一透鏡的色散係數，V 2代表第二透 鏡的色散係數。 (6) 1269060 25 < 1 - 2 ( 5 ) 前述構造的條件式（5 )代表第一正透鏡與第二負透 鏡之色差修正的條件，軸向色差及側向色差可經由建立超 過條件式的下限値加以修正。 項目（7 )所描述之本發明的構造本身與項目（1 )、 (2 ) 、( 3 ) 、( 4 ) 、（ 5 )或（6 )描述的結構相同， 且第一透鏡、第二透鏡及第三透鏡任一可使用塑膠材料製 造。在此，“使用塑膠材製造”包括爲防止反射或加強表面 硬度而在塑膠材料製造之基材表面鍍膜處理的情況。在以 下的描述中，此定義一槪適用。 就以製造小曲率半徑及小外徑的影像捕捉透鏡而言， 塑膠比玻璃更適合量產，因爲可以使用諸如射模的方法製 造。因此，在上述的構造中，第一透鏡、第二透鏡及第三 透鏡每一個都是由塑膠透鏡構成。 項目（8 )所描述之本發明的構造本身與項目（7 )描 述的結構相同，且第一透鏡、第二透鏡及第三透鏡每一個 都是由塑膠透鏡構成，所用材料的飽合吸水百分比爲 0.7%。 與玻璃透鏡相較，塑膠透鏡具有較大的飽合吸水性， 因此，問題是當濕度突然改變時，會導致短暫的吸水量分 布不均勻致使折射率不均勻，因此，塑膠透鏡易喪失成像 佳的能力。解決因濕度改變導致能力劣化的方法是使用飽 -10- (7) 1269060 合吸水性較小的塑膠製造影像捕捉透鏡。 在項目（9 )所描述的發明構造中進一步提供： 在第一透鏡與第二透鏡之間的空間以及第二透鏡與第 三透鏡之間的空間至少其中之一提供光遮以節制周邊的光 通量。 在很多情況塑膠透鏡的周邊部分是凸緣部，對成像沒 有貢獻。當光進入此凸緣部會導致鬼影及雜光。因此’較 佳的做法是在這兩個兩透鏡間之空間至少其中之一安排一 光遮以節制周邊的光通量。由於此，只允許成像所需的光 通量通過，將入射到凸緣部的光限制到最少’以便控制鬼 影及雜光的產生。 順帶一提，在此所謂的光遮意指一遮光構件’它的中 央部分具有一允許光通過的孔徑，且它的整體形狀並不限 於片狀構件。 在項目（1 0 )所描述的發明構造中，第一透鏡是由玻 璃材料製成，第二及第三透鏡則是由塑膠材料製成。 如果構成影像捕捉透鏡的所有透鏡都是使用由射模製 造的塑膠透鏡組成，其有利於影像捕捉透鏡縮小尺寸、減 輕重量與降低成本。不過，塑膠材料會因溫度改變導致折 射率改變，因此，如果所有透鏡都是由塑膠透鏡構成，整 個影像捕捉透鏡的成像點位置會隨著溫度改變，這是弱點 之一。 因溫度改變導致影像點位置改變的問題對影像捕捉設 備（即所謂泛焦類型的影像捕捉設備）而言特別嚴重，此 -11 - (8) 1269060 種影像捕捉設備配置的影像捕捉裝置具有很多像素，且沒 有配備自動聚焦機構。在影像捕捉裝置具有很多像素的情 況，每一像素間的間距很小，且焦深正比於像素間距，因 此焦深也很小，此使得允許影像點位置變化的寬度也很小 。此外，所謂泛焦類型的影像捕捉設備，其中物體在多少 公分處被聚焦是原本的標準聚焦距離，但其景深涵蓋從無 限遠到最近的距離範圍。因此，位於無限遠與最近距離之 物體的影像品質會稍低於位在標準焦距的物體，如果成像 點位置又隨著溫度變化，對應於無限遠與最近距離的影像 品質會極度劣化，此非吾人所欲見。 在本發明的構造中，第一正透鏡是由玻璃材料製成， 第二負透鏡與第三正透鏡是由塑膠材料製成。經由將具有 較大正折射放大率的第一透鏡使用玻璃透鏡，即可忽略第 一透鏡因溫度改變所造成的折射率改變，按此方式構造的 影像捕捉透鏡系統可將因溫度改變所致使之成像點位置的 變化限制到最小。 此外，經由第一透鏡使用玻璃透鏡，即可使較易被刮 傷的塑膠透鏡不暴露於外，這也是較佳的結構。 現在，若爲第一透鏡使用玻璃模造透鏡的情況，需要 將模具加熱到壓模的溫度，由於玻璃的過度溫度（Tg)很 高，因此，用於模造玻璃的金屬模具易損壞。結果是，用 於模造的金屬模具頻於更換與保養’此使得成本增加。因 此，當使用模造玻璃透鏡時，所使用之玻璃材料的Tg爲 4 0 0 °C或更低較佳。 -12- 1269060 Ο) 項目（1 1 )所描述的發明構造能滿足下列的條件式： f / |f23| < 0.4 (6) 其中，|f2S I是第二與第三透鏡的合成焦距，f是整個影像 捕捉透鏡的焦距。 條件式（6 )用以規定由塑膠製成之第二與第三透鏡 的合成焦距。經由使合成焦距夠大以滿足條件式，如此可 使第二負透鏡與第三正透鏡因溫度改變所致使之塑膠透鏡 成像點位置變化的影響相互抵消，因此，可將溫度改變所 致使之成像點位置的變化控制在最小。 項目（1 2 )所描述的發明具有項目（1 0 )的構造，且 第二及第三透鏡是由飽合吸水百分比爲0.7%或更低的塑 膠材料製成。 項目（1 2 )之結構可得到與項目（8 )相同的功能。 項目（1 3 )所描述的發明具有項目（1 0 )的構造，其 中進一步提供： 在第一透鏡與第二透鏡之間的空間以及第二透鏡與第 三透鏡之間的空間至少其中之一提供光遮以節制周邊的光 通量。 項目（1 3 )之結構可得到與項目（9 )相同的功能。 項目（1 4 )所描述的發明，其影像捕捉裝置的構造包 含： 固態影像捕捉元件，其中包括光電轉換段；以及 -13- (10) 1269060 如項目（1 )到（i 3 )任一所描述的影像捕捉透鏡， 將物體成像在固態影像捕捉元件的光電轉換段上。 有了項目（1 4 )的結構，即可得到微型化的高性能影 像捕捉裝置。 影像捕捉裝置的具體實例包括攝影機與可攜式終端機 ，諸如行動電話及P D A。 項目（1 5 )所描述的發明，其影像捕捉單元的構造包 含： 固態影像捕捉元件，其中包括光電轉換段； 如項目（1 )到（1 3 )任一所描述的影像捕捉透鏡， 並將物體成像在固態影像捕捉元件的光電轉換段上； 基板，支撐固態影像捕捉元件，並包括一終端供與外 部連接以發送及接收電氣信號；以及 外殼，具有開口段，以容許來自物體側的影像光通過 ，以及遮光構件， 其中，固態影像捕捉元件及影像捕捉透鏡配置在外殼 內的基板上以形成一單體，且影像捕捉單元沿著光軸的高 度爲10毫米或更少。 經由使用項目1 -1 3的影像捕捉透鏡，有利於得到體 積小且影像品質高的影像捕捉單元。順帶一提，“光入射 的孔徑，，並不限於孔洞’而是假設能傳送來自物體側之入 射光的區域。 “前述影像捕捉單元在影像捕捉透鏡之光軸方向的高 度是1 〇毫米或更小，，意指配備所有上述結構之影像捕捉單 -14- (11) 1269060 元在光軸方向的總長度。因此，當提供基板表面上的殼及 安裝在基板背面的電子零件時，估計從殼之物體側的前端 部分到從背面凸出之電子零件前端部分的距離是1 0毫米 或更小。 項目（1 6 )所描述的發明構造，其中，可攜式終端裝 置配置申請專利範圍第1 5項中所描述的影像捕捉單元。 搭載項目（1 5 )的影像捕捉單元即可得到能捕捉高品 質影像且體積小的行動終端。 【實施方式】 以下將根據圖1解釋本發明之影像捕捉透鏡單元的實 施例。圖1顯示包括影像捕捉透鏡單元之透鏡1、透鏡2 及透鏡3之光軸之截面的截面圖，影像捕捉透鏡單元具有 光遮26、防止來自物體側之紅外線入射的紅外線截止濾 光片23，在影像捕捉透鏡中，從物體側開始，按光圈S、 第一透鏡L 1、第二透鏡L2、第三透鏡L3的順序排列， 透鏡鏡筒21內裝有透鏡L1、透鏡L2及透鏡L3，透鏡承 座22將排列在透鏡鏡筒21內的透鏡L1、透鏡L2及透鏡 L3固定。此影像捕捉透鏡單元的功用是將影像成像在固 態影像捕捉裝置（諸如CCD )上，光學系統包含光圈S 及透鏡L1、L2及L3。順帶一提，吾人假設圖1中的物體 側是在上方，影像側是在下方，圖1中的點斷線代表透鏡 L 1、L 2及L 3的共同光軸，固態影像捕捉裝置的受光面位 於沿著光軸通過之入射光的焦點位置。 -15- (12) 1269060 上述的透鏡鏡筒2 1是由圓柱體製成，底部有一孔徑 ，其底側的端部面對物體側，它開口側的端面對成像側。 此外，透鏡鏡筒21底的中央部位成形有一孔徑’此 孔徑做爲光圈s，用以決定整個影像捕捉透鏡系統的F値 。此外，長方形的紅外線截止濾光片23膠合固定在底部 的外側。順帶一提，紅外線截止濾光片2 3也可以是圓形 〇 光遮26的功能是將不需要的入射光減至最少，且是 以黏著劑固定在透鏡鏡筒2 1的上部。順帶一提，適用於 本發明的光遮並不限於上述的光遮26。例如，也可以在 紅外線截止濾光片23的上部鍍以遮光材料構成光遮。 透鏡鏡筒21的內部裝有透鏡L1、透鏡L2及透鏡L3 ，其中，鏡筒之圓柱形本體的中心線與透鏡LI、L2及L3 每一個的光軸相合。此種透鏡鏡筒2 1的內部被設定成它 的內徑從底側的端部到開口端部以3個步級逐漸加大。 另一方面，任一透鏡L1、L2及L3從透鏡中心到一 指定範圍內的部分設定成有效直徑範圍，此範圍內具有透 鏡功能，在上述範圍以外的部分設定成凸緣部，此部分沒 有透鏡功能（透鏡L1、L2及L3的影線部分）。透鏡鏡 筒21底側設定成最小內徑的部分，與第一透鏡L1之凸緣 部的周圍表面適配。因此，第一透鏡L1被此結構固定在 透鏡鏡筒2 1內。 此外，在第一透鏡L1之凸緣部面對第二透鏡L2的 表面成形有圓形凹部。對應於此，在第二透鏡L2之凸緣 -16- (13) 1269060 部面對第一透鏡L1的表面上有可適配到第一透鏡L1之 該凹部的凸部。當凸部裝配到凹部時，第一透鏡L 1與第 二透鏡L2的光軸可精確地相互相合。 此外，第三透鏡L3之凸緣部的外徑被設定成大於第 二透鏡L2之凸緣部的外徑，且第三透鏡L3之凸緣部面 對第二透鏡L2的表面上成形有凹部。第三透鏡L3之凹 部的內徑被設定成與第二透鏡L2之凸緣部的外周圍表面 適配。 當第二透鏡L2裝配到該凹部時，第三透鏡L3與第 二透鏡L2的光軸可精確地相互相合。 按此方式，透鏡L 1、L2及L3在光軸相互相合的情 況下裝配在一起，如前述的結構。此外，透鏡鏡筒21的 結構是以其底側上之最小直徑的內圍表面支撐第一透鏡 L1，其它的內周圍表面並未與透鏡LI、L2及L3接觸。 近年來爲達到縮小影像捕捉設備總體積的目的，已發 展出像素間距很小的影像捕捉設備，即使影像捕捉裝置內 的像素數量相同’但影像面積的尺寸變小。用於小尺寸影 像面積之影像捕捉裝置的影像捕捉透鏡，其曲率半徑及外 徑也被迫要縮小’因爲必須縮短全系統的焦距以確保相同 的視角。因此’要以打光與拋磨處理製造玻璃透鏡十分困 難。因此，透鏡L1、L2及L3都以塑膠射模成形法製造 較佳。此外，對影像捕捉裝置而言，爲抑制因溫度變動致 使整個影像捕捉系統的成像位置發生變化’第一透鏡以使 用玻璃模造的透鏡較佳。 -17- (14) 1269060 在所使用的結構中，透鏡LI、L2及L3的光軸是否 相互相合，視相互間裝配的精密度而定。因此，射模可確 保透鏡L 1、L2及L3的光軸可以很容易地相互相合在一 精確的範圍內。與透鏡支撐構件（如透鏡鏡筒2 1 )的精 確度無關。此外，在透鏡L 1、L2及L3之光軸方向的距 離也可保持在指定的精確度，因爲射模可確保透鏡L 1、 L2及L3之凹部與凸部在軸向的精確度。因此，可增進光 學系統的組裝精確度。此外，由於組裝很容易，致使增進 產量得以實現。 接下來，透鏡固定構件22是由遮光材料製成的環形 構件。在將透鏡LI、L2及L3置入透鏡鏡筒21後，將透 鏡固定構件22壓入透鏡鏡筒21內。此時，由於透鏡固定 構件22的外徑稍大於透鏡鏡筒2 1的內徑，當以壓力將透 鏡固定構件22塞入透鏡鏡筒21後，透鏡固定構件22與 第三透鏡L3接觸，透鏡固定構件22因透鏡鏡筒21與透 鏡固定構件22間的摩擦力被固定在該位置。 透鏡鏡筒承座53是一圓柱體。在透鏡鏡筒承座53的 內周圍表面上成形有母螺紋部，它與透鏡鏡筒2 1之外周 圍表面的公螺紋部相互嚙合。透鏡鏡筒2 1經由透鏡鏡筒 承座53固定在基板52上。 此外，在透鏡LI、L2及L3之間，配置有第一光遮 24與第二光遮25。第一光遮24配置在提供於第二透鏡 L2之凸部正前的一圓形凹槽中，其中心與光軸相合。此 第一光遮24是環形，其中心孔的內徑設定地比第二透鏡 -18- (15) 1269060 L2之物體側的有效直徑稍小。當第一光遮24配置到上述 凹槽時，第一光遮24被固定在第一透鏡L1與第二透鏡 L2之間，在此情況下，第一光遮24的中心線與透鏡L1 、L2及L3的光軸相合。順帶一提，前述凹槽的深度要稍 大於第一光遮24的厚度，以便不致影響到第一透鏡L1與 第二透鏡L2間嚙合的距離。 第二光遮25配置在提供於第三透鏡L3之凹部內底表 面的一圓形凹槽中，其中心與光軸相合。此第二光遮25 是環形，且其中心孔的內徑比第三透鏡L3之物體側的有 效直徑稍小。當第二光遮25配置到上述凹槽內時，第二 光遮25被固定在第二透鏡L2與第三透鏡L3之間，在此 情況下，第二光遮2 5的中心線與與透鏡L1、L2及L3的 光軸相合。順帶一提，前述凹槽的深度要稍大於第二光遮 25的厚度，以便不致影響到第二透鏡L2與第三透鏡L3 間嚙合的距離。 在前述光圏S與光遮24、25的交互作用下，可防止 經由光圈S進入的光線進入到透鏡L1、L2及L3的有效 直徑以外，因此，可以抑制鬼影與雜光的發生。 以下解釋本發明之影像捕捉單元的應用實施例細節， 現請參閱圖2，圖中顯示代表本實施例之影像捕捉單元50 的斜視圖。構成影像捕捉單元5 0的部分包含：代表影像 捕捉裝置之具有光電轉換段51a (光電轉換段）的CMOS 式影像感應器5 1、使影像感應器5 1之光電轉換段5 1 a捕 捉影像的影像捕捉光學系統1 〇、具有與外部連接之端點 -19- (16) 1269060 5 4及用以固定影像感應器5 1以進行電氣信號之發送與接 收的基板52、以及用以固定透鏡鏡筒的透鏡鏡筒承座53 ，它具有一孔徑供來自物體側的光入射，是由堅固的遮光 構件構成。 關於影像感應器5 1，光電轉換段5 1 a代表一光接收 段，在受光側平面的中央部分成形有以2維方式排列的像 素（固態光電轉換單元或固態影像捕捉單元）’信號處理 電路51b成形在光電轉換段51a的四周。信號處理電路包 括驅動電路段，用以連續驅動每一個像素以得到信號電荷 、A/D轉換段，用以將每一個信號電荷轉換成數位信號、 以及信號處理段，使用數位信號形成影像信號輸出。此外 ，在影像感應器5 1受光側的外緣附近配置有若干接墊（ 未顯示），經由導線W連接到基板52。影像感應器5 1將 來自光電轉換段5 1 a的信號電荷轉換成影像信號，諸如數 位YUV信號，並經由導線W將其輸出到基板5 2上的電 路。在此例中，Y代表亮度信號，U ( =R-Y)代表紅色與 亮度信號的色差信號，V ( =B-Y)代表藍色與亮度信號的 色差信號。 順帶一提，影像捕捉裝置並不限於上述CMO S式的影 像感應器，也可以使用其它類型（如CCD )。 基板52包括支撐用平板52a，它的平面上支撐影像 感應器5 1及外殻5 3，以及撓性基板5 2b，它的端部連接 到支撐板52a的背側（相對於影像感應器5 1的表面）。 支撐板52a的表面及背側上配置有若干傳輸墊，在平 -20- (17) 1269060 表面側的接墊連接到影像感應器51的導線w ’在背 接墊連接到撓性基板52b。 撓性基板5 2b的一端與支撐板5 2 a連接’並經由 在另一端的輸出端點54將支撐板52a與外部電路（ 安裝影像捕捉單元之上級設備所擁有的控制電路）連 並接受外部電路供應用以驅動影像感應器5 1的電壓 計信號，並將數位的YUV信號輸出給輸出電路。此 撓性基板52b的中間部分可在縱方向彎曲或變形。此 性給予支撐板52a之外部輸出端方向或配置的自由度 以下將解釋使用影像捕捉單元5 0的實施例。圖 示影像捕捉單元5 0如何安裝到行動電話1 〇 〇所代表 動終端上。圖4是行動電話1 〇〇控制方塊圖。 例如，影像捕捉單元5 0配置在液晶螢幕下方的 ，影像捕捉光學系統之外殼53物體側的端表面配置 動電話1 0 0的背側（正面是液晶螢幕側）。 影像捕捉單元50的外部連接端54連接到行動 1 00的控制段1 〇 1，將諸如亮度信號及色差信號等影 號輸出到控制段1 〇 1側。 另一方面，行動電話1〇〇包括控制段（CPU) 1 用以集體地控制每一段與執行對應於每一項處理的程 輸入段60，用以支援經由按鍵輸入數字、顯示段7〇 以顯示所捕捉的影像及指定的資料、無線通信段80 以與外部伺服器通進行各類型的資訊通信、儲存段（ )9 1，用以儲存行動電話1 〇〇的系統程式，各類型的 側的 配置 例如 接， 與時 外， 變形 〇 3顯 的行 位置 在行 電話 像信 01， 式、 ，用 ，用 ROM 處理 -21 - (18) 1269060 程式及所需的資料，諸如終端機的ID、以及’暫時儲存 段（RAM ) 92，做爲一工作區，用以暫時儲存由控制段 1 〇 1所執行之各類型的處理程式、資料、或是影像捕捉單 元5 0所處理的資料或捕捉的影像資料。 接著，輸入自影像捕捉單元5 0的影像信號被行動電 話1 0 1的控制系統儲存到儲存段92內，或顯示在顯示段 7 0上，或，經由無線通信段8 0將影像資訊傳送到外部。 接下來，將根據例1 -7解釋影像捕捉透鏡的規格’不 過，本發明並不限於此。各例中使用的符號如下。 f :焦距 fB :後焦點 F :光圈數値 2Y :有效成像平面的對角線長度（固態影像捕捉裝 置之長方形受光面的對角線長度） R :折射介面的曲率半徑 D :折射介面間的距離 N d :在d -線之透鏡材料的折射率 Vd :色散係數（色散常數） 此外，在每一例中，非球面的形式以“Numeral 1”式 表示，其中C代表頂點曲率，K代表圓錐常數，以及，在 直角座標中的非球面係數以 A4、A6、A8、A10、A12表 示，其中，座標的原點是表面的頂點，X軸是光軸的方向 -22- (19) 1269060 (Numeral 1 ) X = ——, ^+A4h4 + A6h6 + A8h8 + Ai〇h10 + Ai2h12 1 +Vl-(l + K)C2h2 其中 h = VY2+ Z2 (例1 ) 透鏡資料顯示於表1、2及3。 (表1 ) (例1 ) f = 3.56mm f B= 1 . 617mm F = 2.28 2 Y = 4.24mm 表面 No. R(mm ) D(mm ) Nd v d 光闌 00 0.20 1 3.025 1.24 1.53040 56.0 2 -2.078 0.4 1 3 -0.892 0.82 1.58300 30.0 4 -2.693 0.20 5 1.280 1.00 1.53040 56.0 6 2.150 -23- (20)1269060 (表2) 非球面係數 第一表面 K二-1.6816 Α4 = -1.049 1 χ1〇·2 Α6 = -3.5 6 82 χ10'2 A8 = 2.3 8 9 8 χ 1 0_2 A 1 0 = -3.93 9 1 χ 1 Ο-2 第二表面 K=1 ·1166 Α4=1.6224 χ1〇·2 A6= 1.9824 xl0'2 A8 = - 5.5 3 5 4 xlO_2 A 1 0 = 1.7 1 0 7 x 1 0_2 第三表面 K = -3.2715 A4 = -2.7322x 1 O'2 A6 = 7.3 63 6 xl0-2 A8 = - 5.977 1 xlO-2 A1 0 = -7.793 7 xl〇·2 A 1 2 = 1 . 5 0 1 4 x 1 (Γ 2 第四表面 K = -l . 1677 A4 = 3.5006xl0'2 A6- 1.5424 xl0-2 A8 = -2. 1 5 6 5 χ 1 0*3 A 1 0 = - 2.6 5 3 2 x 1 CT3 A1 2 = 1 . 1 00 1 x 1 0-3 第五表面 K = -3.8470 A4 = 1.4719xl〇-2 A6 = - 1.24 5 5 xl〇·2 A8 = 9.727 1 x 1 0_4 A1 0 = -1 . 1 2 1 6 χ 1 O'4 A1 2 = 4.4541 x 1 〇'6 第六表面 K = -l .2236 Α4 = -2·3884χ 1 0-2 A 6 = 5 . 3 6 8 4 x 1 (Γ 4 A8 = -3.213〇xlO_3 A 1 0 = 9.0 1 04 χ 1 0_4 A 1 2 = -7.7247xl0'5 -24- (21) 1269060 (表3 ) 例1 ._ ( 1 ) L/2 Y 1.30 — (2) fl/f 0.71 ^_ ( 3 ) f3/f 1.20 —(4 ) R3/ ( (N2-1 ) .f ) -0.43 ._ ( 5 ) v 1 - v 2 26.0 圖5圖示說明例1之影像捕捉透鏡的配置。在圖中’ L1代表第一透鏡，L2代表第二透鏡，L3代表第三透鏡’ S代表光闌。圖6顯示例1的像差圖（球面像差、像散、 變形及子午慧形像差）。 第一透鏡L1與第三透鏡L3都是聚儲屬烴（ polyolefin )類的塑膠透鏡，它的飽合吸水百分比爲 0.01%或更低。第二透鏡L2是聚碳酸鹽（polycarbonate) 類的塑膠透鏡，它的飽合吸水百分比爲〇 . 4 %。 (例2 ) 透鏡資料顯示於表4、5及6。 -25- (22) 1269060 (表4 ) (例2 ) f=3.560mm fB= 1.680mm F = 2.82 2Y = 4.24mm 表面 No. R(mm ) D (mm ) Nd v d 光闌 00 0.20 1 2.935 1.24 1.49700 56.0 2 -1.927 0.42 3 -0.886 0.82 1.58300 30.0 4 -2.596 0.20 5 10217 1.00 1.49700 56.0 6 2.107 -26- (23)1269060 (表5 ) 非球面係數 第一表面 K = -l .7943 Α4 = - 1.4869 χ10-2 Α6 = - 1.08 1 1 χ 1 Ο'2 A 8 = - 2.8 3 0 3 χ 1 (Γ 2 Α1 0= 1.073 2 χ1〇·2 第二表面 Κ=1.22 1 9 Α4 = 4.6746χ 1 Ο-2 Α6 二 1.75 99 χ10_2 Α8 = - 5.43 3 8 χ10'2 Α1 0 = 2.5 1 93 χ 1 0_2 第二表面 Κ = ·3·4812 Α4 = -2.375 1 χ ΙΟ-2 Α6 = 7.963 2 χ1〇·2 Α8 = -5.7217χ10'2 A 1 0 = 8.2 6 1 6 χ 1 Ο-3 Α12 = 1.41 17χ1〇·2 第四表面 Κ = ·1 .3 161 Α4 = 3.5093 χ10-2 Α6 = 1.5 006 χ10·2 Α8 = -2.45 08 χ ΙΟ'3 Α1 0 = -2.475 〇χ1〇·3 Α1 2=1.027〇χ ΙΟ-3 第五表面 Κ = -3.6750 Α4 = 1.5979 χ1〇·2 Α6 = - 1 . 1 979 χ 1 0_2 Α8 = 1.044 1 χ10·3 Α1 0 = - 1.2424 χ10_4 Α1 2 = -8.400〇χ 1 Ο'6 第六表面 Κ = -1.0422 Α4 = -2.3963 χ1〇-2 Α6 = 3 . 5 702 χ 1 Ο-4 A8 = - 3.2 5 4 0 χ 1 03 A 1 0 = 8.9 6 5 7 χ 1 0_4 Α12 = -7·7167χ10_5 -27- (24) 1269060 (表6 ) 例2 (1 ) L/2Y 1.30 (2 ) fl/f 0.7 1 (3 ) f3/f 1.17 (4 ) R3/ ( ( N2- 1 ) .f) -0.42 (5 ) v1-v2 26.0 圖7圖示說明例2之影像捕捉透鏡的配置。在圖中， L1代表第一透鏡，L2代表第二透鏡，L3代表第三透鏡， S代表光闌。圖8顯示例2的像差圖（球面像差、像散、 變形及子午慧形像差）。 第一透鏡L1與第三透鏡L3都是丙烯（acrylic)類的 塑膠透鏡，它的飽合吸水百分比爲1 . 3 %。第二透鏡L2是 聚碳酸鹽類的塑膠透鏡，它的飽合吸水百分比爲0.4%。 (例3 ) 透鏡資料顯示於表7、8及9。 -28- (25) (25)1269060 (表7) (例3 ) f = 3.6 7 9 m m f B = 0.206mm F = 2.82 2Y= 4.24mm 表面 No. R(mm ) D (mm ) Nd v d 光闌 00 0.20 1 2.424 1.45 1.49700 56.0 2 2.712 0.38 3 -1.000 0.84 1.58300 30.0 4 -2.786 0.12 5 1.128 0.82 1.49700 56.0 6 1.690 1.00 7 00 0.70 1.54880 67.0 8 00 -29- (26)1269060 (表8 ) 非球面係數 第一表面 K = 7.6463 1x 10'1 Α4 = -7.26845 χ1〇·3 Α6 = -5.69191 χΙΟ·2 A 8 = 7.5 4 2 9 6 χ 1 (Γ 2 A1 0 = -4.47 1 6 1 χ 1 Ο'2 Α1 2 = -5.03 649χ ΙΟ-3 第二表面 Κ= 1.9896 5 Α4 = 1.79067 χ1〇·2 Α6 = -2.68448 χ10·3 Α8 = -6.2 5 0 1 3 χ 1 Ο·2 Α1 0 = 2.87093 χ10-2 第三表面 Κζζ-4.49258 Α4 = -6.42404χ 1 0_2 Α6 = 6.5 0987 χ10'2 Α8 = -6.81812χ10·2 Α1 0 = - 1.469 1 0 χ 1 Ο-2 Α 1 2 = 2.26546χ1〇'2 第四表面 Κ = -3.345 1 3χ 10] Α4 = 3.5 1242χ1〇·2 Α6= 1 . 1 4274 χ ΙΟ-2 Α8 = -2. 1 9 8 3 1 χ 1 Ο-3 A 1 0 = - 1 . 8 8 7 4 5 χ 1 (Γ3 Α 1 2 = 8.06597 ><10'4 第五表面 Κ = -3.3 1732 A4 = 1.4348〇x 1 〇'2 Α6 = -5. 1 5 03 6 χ10-3 Α8 = _4.5 63 45 χ10·5 Α1 0 = -3.96209 χ 1 Ο·4 Α 1 2 = 4.88822χ1〇·5 第六表面 Κ = ·7.8 1 942χ ΙΟ-1 Α4 = -5.5358 1 χ1〇-2 Α6= 1.3 8 043 χ10-2 Α8 = - 5.2 1 43 7 χ10-3 A 1 0 = 4.7 1 0 7 3 χ 1 Ο-4 Α 1 2 = -5.67539><1〇'6 -30- (27) 1269060 (表9 ) 例3 (1 ) L/2Y 1.30 (2 ) fl/f 0.77 (3 ) f3/f 1.25 (4 ) R3/ ( ( N2- 1 ) *f) -0.47 (5 ) v 1 -v2 26.0 圖9圖示說明例3之影像捕捉透鏡的配置。在圖中， L1代表第一透鏡，L2代表第二透鏡，L3代表第三透鏡， S代表光闌。圖10顯示例3的像差圖（球面像差、像散 、變形及子午慧形像差）。 第一透鏡L1與第三透鏡L3都是丙烯類的塑膠透鏡 ，它的飽合吸水百分比爲1 .3 %。第二透鏡L2是聚碳酸鹽 類的塑膠透鏡，它的飽合吸水百分比爲0.4%。順帶一提 ，在本例中，在最靠近影像處配置了 一片由無色水晶製成 的平行平面板，其作用如同低通濾鏡。 (例4 ) 透鏡資料顯示於表1 〇、11及12 -31 - (28) 1269060 (表 10 ) (例4 ) f= 4.45 1mm f B = 2.07 8mm F = 2.82 2Y = 5.42mm 表面 No. R(mm ) D (mm ) Nd v d 光闌 00 0.20 1 3.796 1.50 1.53040 56.0 2 -2.602 0.5 1 3 1 . 1 1 5 1 .00 1.58300 30.0 4 -3.299 0.25 5 1.592 1.20 1.53040 56.0 6 2.698 -32- 1269060 (29) (表 1 1 ) 非球面係數 第一表面 K = -l .703 4 Α4 = -6.3 5 82 χ 1 0'3 Α6 = - 1.2005 χ1〇·2 Α8 = 4.605 1 χ10_3 A1 0 = - 5.7 8 0〇xl〇·3 第二表面 K=1.440 1 A4 = 7.6501 xl〇·3 A 6 = 6.6 6 0 7 χ 1 (Γ3 A8 = - 1 . 1 452 x 1 Ο·2 A 1 0 = 2.3 3 1 5 χ 1 (Γ3 第三表面 K = -3.2788 A4 = -1.4018xl〇·2 Α6 = 2.3 99 1 χ1(Γ2 Α8 = - 1.25 9 1 χ10·2 A 1 0 = - 1.0 5 7 1 χ 1 (Γ3 Α1 2 = 1.2895 χ10'3 第四表面 Κ = - 1.8023 Α4 = 1.818〇χ1〇-2 Α6 = 5.0794 χ10'3 Α8 = -4.443 5 χ ΙΟ-4 Α10 = -3.5516χ1〇·4 Α1 2 = 9.4022><10'5 第五表面 Κ = -3.8573 Α4 = 7·5242χ1〇·3 Α6 = -4.0947 x 1 0° A 8 = 1 . 9 9 6 6 χ 1 (Τ 4 Α10 = _ 1.5 6 5 6 χ10_5 Α12 = 5·3691 χ1〇·7 第六表面 Κ = - 1.2933 Α4 = - 1.2226χ1〇'2 Α6= 1.823 2 χ10-4 Α8 = -6.7207χ1〇·4 A 1 0 = 1.2 1 0 8 χ 1 Ο-4 Α 1 2 = -6.7354χ10-6 -33- (30) 1269060 (表 12 ) 例4 (1 ) L/2Y 1.24 (2 ) fl/f 0.7 1 (3 ) f3/f 1.20 (4 ) R3/ ( ( N2- 1 ) -f) -0.43 (5 ) v 1 -v2 26.0 圖。在圖 表第三透 面像差、 類的塑膠 第二透鏡 百分比爲 圖1 1圖示說明例4之影像捕捉透鏡的截面 中，L1代表第一透鏡，L2代表第二透鏡，L3代 鏡，S代表光闌。圖12顯示例4的像差圖（球 像散、變形及子午慧形像差）。 第一透鏡L1與第三透鏡L3都是聚烯屬烴 透鏡，它的飽合吸水百分比爲〇 . 〇 1 %或更低。 L2是聚碳酸鹽類的塑膠透鏡，它的飽合吸水 0.4%。 (例5 ) 透鏡資料顯示於表1 3、1 4及1 5。 -34- (31)1269060 (表 1 3 ) (例5 ) f=4.298mm f B = 0.503mm F = 4.1 5 2 Y = 5.0mm 表面 No. R(mm ) D(mm ) Nd vd 光闌 00 0.00 1 6.859 1.20 1.58313 59.4 2 -2.876 1.00 3 -1.211 0.80 1.60700 27.0 4 3.191 0.10 5 1.309 1.12 1.52500 56.0 6 1.947 0.64 7 00 0.30 1.51633 64. 1 8 00 0.20 9 00 0.45 1.51633 64.1 10 00 -35- (32) (32)1269060 (表 1 4 ) 非球面係數 第一表面 K = 〇.37545 1 Α4 = -3.20099χ1〇·2 Α6 = -8.77267 χ10·2 Α8=4.38838x10] Α1 0 = -7.72 1 54 χ10'1 第二表面 Κ = -3.29483 Α4 = -3.9659〇χ1〇·2 Α6 二-3.495 1 4 χ10·2 A8 = 3.22 6 7 3 χ 1 0_2 A1 0 = - 1 . 3 8774 χ 1 Ο'2 第二表面 Κ = ·6.39263 Α4 = -5.4543〇χ 1 Ο-2 Α6 = 6.7 1 626 χ1〇·2 A8 = _ 5.8 9 7 4 2 χ 1 0_2 Α 1 0 = 3 . 1 69 5 1 χ 1 Ο-2 Α 1 2 = -6.38272χ 1 Ο"3 第四表面 Κ = -0.564923 Α4 = 2.91194χ1〇·2 A6 = 9.9 5 0 4 0 χ 1 03 A 8 = - 3」6 4 0 6 χ 1 (Γ3 A 1 0 = 6.0 4 8 2 2 χ 1 Ο-4 Α 1 2 = - 1.5 1 858 x 1 ο-5 第五表面 Κ = -4.25824 A4 = -2.17915xl〇·3 Α6 = - 1 . 1 8 0 8 〇χ 1 Ο-3 Α8 = 1.5 5 1 4 5 χ10·4 Α1 0 = 5.72 1 96 x 1 ο-5 Α12 = -1·1 2386χ1〇·5 第六表面 Κ = ·4.21390 Α4 = -2.39973 χ1〇·2 Α6 = 5.4489 1 χ ΙΟ-3 Α8 = - 1.5 1 9 5 2 χ1〇·3 A 1 0 = 2.5 7 6 3 6 χ 1 (Γ 4 Α12 = - 1.81089><1〇'5 -36- (33) 1269060 (表 15 ) 例5 (1 ) L/2Y 1.21 (2 ) fl/f 0.85 (3 ) f3/f 1.11 (4 ) R3/ ( ( N2-1 ) .f) -0.46 (5) v 1 - v 2 32.4 (6 ) P23/P -0.20 圖1 3圖示說明例5之影像捕捉透鏡的配置。在圖中 ，L1代表第一透鏡，L2代表第二透鏡，L3代表第三透鏡 ’ S代表光闌。圖14顯不例5的像差圖（球面像差、像 散、變形及子午慧形像差）。 第一透鏡L1是玻璃透鏡，第二透鏡L2是聚酯（ polyester)類的塑膠透鏡，它的飽合吸水百分比爲0.7% ，第三透鏡L3是聚烯屬烴類的塑膠透鏡，它的飽合吸水 百分比爲0.0 1 %或更低。 本例是一設計樣本，其中，在最靠近影像處配置了兩 片平行平面板，對應於紅外線截止濾光片以及用於固態影 像捕捉單元的密封玻璃。 (例6 ) 透鏡資料顯示於表1 6、1 7及1 8。 -37- (34)1269060 (表 16 ) (例6 ) f = mm f B = mm F = 2 Y = mm 表面 No. R(mm ) D(mm ) Nd v d 光闌 00 0.00 1 2.433 1.12 1.58313 59.4 2 -14.773 0.74 3 -1.224 0.80 1.60700 27.0 4 -2.926 0.10 5 1.473 1.18 1.52500 56.0 6 2.263 0.47 7 00 0.30 1.51633 64.1 8 00 0.20 9 00 0.45 1.51633 64.1 10 00 -38- (35)1269060 (表 17 ) 非球面係數 第一表面 Kn5.4763 1 A4 = -5.88427x 1 0'2 Α6 = -1.0149〇χ1〇·1 A 8 = 3.2 9 4 3 0 χ 1 (Γ 1 A 1 0 = 6.5 6 9 9 0 χ 1 (Γ 1 第二表面 Κ = -49·9730 Α4 = -3.98723 χ 1〇"2 Α6 = -8.65 969 χ10·2 Α8=5.89891x10'2 Α10 = -5.3 43 86 Χ10-2 第三表面 Κ = -6.309 1 1 Α4 = - 1.5762〇χ 1 Ο'1 Α6 = 3.9 5 79 1 Χ10"2 Α8 = -9.2723 5 χ ΙΟ-2 Α1 0= 1.1 0077 χ10'2 Α1 2 = -7.06172χ1〇'3 第四表面 Κ= 1.87037 Α4 = 6.88364χ1〇·3 A 6 = L 4 5 1 4 3 χ 1 (Γ 2 A 8 = - 3 . 8 1 2 6 1 χ 1 (Γ3 Α1 0= 1.492 1 8 χ10_3 Α12 = 2·61317χ10_4 第五表面 Κ = -5.3 3 572 Α4 = -1.〇5776χ1〇'2 Α6 = 3.5 3 47〇χ10-4 A 8 = 2.3 8 1 7 6 χ 1 (Γ 4 A 1 0 = - 2.2 5 2 8 8 χ 1 CT 6 Α1 2 = -7.62576>< 1 〇'6 第六表面 Κ = -4.81074 Α4 = -3.27214χ1〇·2 Α6 = 6.3 4048 χ1〇·3 Α8 = - 1.5 3 677 χ10_3 A 1 0 = 2.4 8 1 2 5 χ 1 (Γ 4 Α 1 2 = - 1.77393 ><1〇'5 -39- (36) (36)l269〇6〇 18 ) _____ 例6 〜-______________ (1 ) L/2Y 1.2 1 (2 ) fl/f 0.85 (3 ) f3/f 1.23 —^__________ 4 ) R3/ ( ( N2- 1 ) -f ) -0.47 (5 ) v 1 -v2 32.4 (6 ) P23/P -0.17 圖1 5圖示說明例ό之影像揷捉透鏡的配置。在圖中 ，Ll代表第一透鏡，L2代表第二透鏡，L3代表第二透鉍 ，S代表光闌。圖16顯示例ό的像差圖（球面像差、像 & '變形及子午慧形像差）。 第一透鏡L1是玻璃透鏡，第一透鏡L2是聚醋類的 塑膠透鏡，它的飽合吸水百分比爲0·7%，第三透鏡L3是 聚烯屬烴類的塑膠透鏡，它的飽合吸水百分比爲0 · 0 1 %或 更低。 本例是一設計樣本，其中，在最靠近影像處配置了兩 片平行平面板，對應於紅外線截止濾光片以及用於固態影 像捕捉單元的密封玻璃。 (例7 ) 透鏡資料顯示於表1 9、2 〇及2 1。 -40- (37)1269060 (表 19) (例7 ) f = mm f B= mm F = 2 Y = mm 表面 No. R(mm ) D ( mm ) Nd vd 光闌 00 0.00 1 3.239 1.10 1.52500 56.0 2 -1.997 0.58 3 -0.876 0.70 1.60700 27.0 4 -2.667 0.52 5 1.576 1.30 1.52500 56.0 6 2.566 0.40 7 00 0.30 1.51633 64.1 8 00 0.20 9 00 0.45 1.51633 64.1 10 00 -41 - (38)1269060 (表 20 ) 非球面係數 第一表面 Κ = ·3.2093 3 A4 = -3.823 64 xl〇·2 A6 = -2.63 80 1 xl〇·2 A 8 = - 6 . 1 0 2 3 9 χ 1 0_2 A 1 0 = 1 . 8 3 3 3 8 χ 1 0_2 第二表面 K=1.90458 A4 = -4.63 1 23><10'2 A6 = - 1.97770 x 1 0·2 A8 = 6.473 28 xl0·2 Al〇 = -4.45104x10· 2 第三表面 K = -2.3 9028 A4 = -2.3013 1 x 1 O'1 A6 = 2.1 7675 x 1 0_1 A8=l .70 1 44 x 1 0“ A 1 0 = -3.5 3 93 7 x 1 0“ A1 2= 1 . 5 1 75 1 x 1 0_1 第四表面 K= 1.70050 A4 = -6.05383 xl〇-2 A6=l.25158x10] A8 = - 1.4 5 9 1 0 x 1 0-2 A 1 0 = _ 1 . 1 8 8 2 4 x 1 CT 2 A 1 2 = 3.53296xl〇-3 第五表面 K = -5.22303 A4 = -3.24548 >< 1 〇'2 A6 = 4.8 3 3 2〇xl(T3 A8 = 2.02980 xl0_4 A1 0 = -2. 1 9007 xl0·4 A12 = 1.〇7363><1〇'5 第六表面 K = -l .26552 A4 = -5.77008><1〇'2 A6 = 7.93 8 73 xl0'3 A8 = _ 1 . 1 2 6 6 3 x 1 0_3 A 1 0 = 1 . 1 7 5 1 7 x 1 (Γ 4 A1 2 = -9.43985><10'6 -42- (39) 1269060 (表 21 ) 例7 (1 ) L/2Y 1.16 (2 ) fl/f 0.58 (3 ) f3/f 1.23 (4 ) R3/ ( ( N2，l ) -f) -0.33 (5 ) v 1 -v2 29.0 圖17圖示說明例7之影像捕捉透鏡的配置。在圖中 ，L1代表第一透鏡，L2代表第二透鏡，L3代表第三透鏡 ，S代表光闌。圖1 8顯示例7的像差圖（球面像差、像 散、變形及子午慧形像差）。 第一透鏡L1及第三透鏡L3是聚烯屬烴類的塑膠透 鏡，它的飽合吸水百分比爲0.01%或更低，第二透鏡L2 是聚酯類的塑膠透鏡，它的飽合吸水百分比爲0.7%。 本例是一設計樣本，其中，在最靠近影像處配置了兩 片平行平面板，對應於紅外線截止瀘光片以及用於固態影 像捕捉單元的密封玻璃。 順帶一提，本例的設計並不一定總是能充分滿足物體 側光通量的遠心特性。遠心特性意指每一成像點之光通量 的主要射線在離開影像捕捉透鏡的最後一個面後與光軸幾 乎平行，亦即，光學系統之出光曈的位置要離影像表面夠 遠。當遠心特性劣化時，進入影像捕捉裝置的光通量會歪 斜，致發生影像區周邊部分之實質孔徑效率降低（暗影） -43- (40) 1269060 的現象，致使影像場邊緣的亮度不足。不過，在最新的技 術中，經由檢查彩色濾片及固態影像捕捉裝置之微透鏡陣 列的配置，可以減少暗影現象。本例的設計目標是縮小體 積，因此，相當於很容易符合遠心特性的要求。 當固態影像捕捉裝置使用本發明的影像捕捉透鏡時， 項目1所描述的本發明可獲得固態影像捕捉裝置所需之物 體側的遠心特性，因爲經由將光圏安排在最靠近物體的位 置可使出光曈的位置遠離成像面。 此外，由於雙凸形的第一正透鏡具有較大的折射放大 率，且將第二負透鏡的最前側朝向物體，以達到本發明縮 小整個影像捕捉透鏡尺寸的目標。 經由使用雙凸形的第一透鏡，可減少當使用具有大折 射放大率的第一透鏡時所致使的球面像差。 此外，經由將第二負透鏡的凹面面對第一透鏡，可使 第二透鏡的位置靠近第一透鏡面對第二透鏡的凸面，如此 可正確且簡單地修正各種像差，如球面像差、慧形像差及 色差。 由於第三透鏡是凹凸形狀，其中的凸面面對物體，因 此成像側周邊部分可獲得正確的遠心特性。 根據前述，本發明可有效地降低各種像差，如球面像 差、慧形像差及色差，並可使影像捕捉透鏡在光軸方向的 尺寸縮短，同時保有正確的遠心特性。 項目2所描述的本發明是所謂3片式的影像捕捉透鏡 構造，因爲其結構中的第三透鏡具有正折射放大率，且它 -44- (41) 1269060 可修正各種離軸的像差，諸如變形，並獲得遠心特性。 項目3所描述的本發明可以經由使用第一正透鏡的非 球面修正球面像差及慧形像差，以及經由使用第二負透鏡 的非球面修正慧形像差與像散。 此外，經由第三正透鏡的非球面可修正成像區周邊部 分的各種像差且不會影響軸上的性能，此乃是利用通過軸 之光線與周邊之光線間的局度差，該局度差是因第二正透 鏡被置於最靠近成像面的位置所造成。特別是，它可有效 地修正當第二透鏡之負折射放大率設定太大所致使的枕形 變形，並修正場的曲率。換言之，它允許第二透鏡使用大 倍數的負折射放大率。 因此，本發明可正確地修正像差。 經由設定不超過規定影像捕捉透鏡總長度之條件式（ 1 )的上限値，項目4所描述的本發明具有使影像捕捉透 鏡的總長度縮短及影像捕捉透鏡外徑縮小的雙重效果。因 此，由於此，可使整個影像捕捉設備的尺寸縮小，重量減 輕。 此外，經由設定超過規定第一透鏡正折射放大率之條 件式（2 )的下限値，可抑制第一透鏡的正折射放大率增 大，並可將第一透鏡致使的球面像差與慧形像差控制到很 小。此外，太小的曲率半徑不會產生，從影像捕捉透鏡容 易製造的觀點來看，此點受到歡迎。另一方面，經由設定 不超過條件式（2 )的上限値’第一透鏡之折射放大率的 過度跌落可受到控制，此有利於縮短影像捕捉透鏡的總長 -45- (42) 1269060 度。 此外，經由設定超過規定第三正透鏡折射放大率之條 件式（3 )的下限値，第三透鏡之正折射放大率的過度增 加受到抑制，此使得第一透鏡與第三透鏡間之正折射放大 率的分布得以適當，且可縮短影像捕捉透鏡的總長度。另 一方面，經由設定不超過上限値，可防止第三透鏡的正折 射放大率過度跌落，變形可獲適當修正，且可獲得影像側 之光通量的遠心特性。 在項目5所描述的本發明中，當R3/ ( ( N2-1 ) .f) 的値高於下限時，第二透鏡物體側的負折射放大率不會成 長到大於所需，且可抑制離軸光通量之慧形雜光的產生， 且可得到極佳的影像品質。另一方面，當R3/ ( ( N2-1 ) •f)的値低於上限時，第二透鏡在物體側的負折射放大率 得以維持。因此，正Petzval和可降低，且場的曲率可以 很容易地修正。此外，第一正透鏡所造成的球面像差與慧 形像差也可以正確地修正。 在項目6所描述的本發明中，經由設定超過條件式（ 5 )的下限値修正第一正透鏡與第二負透鏡的色差，可以 精準地修正軸向色差與側向色差。 在項目7所描述的本發明中，第一透鏡、第二透鏡及 第三透鏡所有都是使用塑膠材料經由射模製成。因此，可 以量產這些曲率半徑及外徑都很小的透鏡，此與使用打光 與拋磨製造透鏡的製程不同。 此外，由於很容易在塑膠透鏡上成形非球面的表面， -46- (43) 1269060 因此，對於像差的修正也較容易且精確。 此外，使用塑膠透鏡的另一優點是需要安裝的零件數 量可減少，因爲在影像捕捉透鏡有效直徑以外的凸緣部可 以隨意地設計。由於此，經由使用可以有效降低組裝誤差 且可使每一透鏡之光軸很容易相互相合的結構，可以增進 光學系統的組裝精確度。此外，組裝容易可提升產量。 在項目8所描述的本發明中，經由使用飽合吸水百分 比0.7%或更低的塑膠材料，可避免因濕度突然改變所造 成的折射率不均勻，在獲得塑膠透鏡優點的同時，能保有 較佳的成像能力。 項目9所描述的本發明在兩個透鏡間之空間至少其中 之一配置一光遮以節制周邊的光通量。由於此，僅允許成 像所需的光通量通過，入射到凸緣部的光被抑制到最少， 藉以控制鬼影與雜光的產生。 在項目1 〇所描述的本發明中，第一正透鏡是由玻璃 材料製成，第二負透鏡與第三正透鏡是由塑膠材料製成。 經由將正折射放大率較大的第一透鏡使用玻璃透鏡，即可 忽略第一透鏡因溫度改變所造成折射率改變，且因溫度改 變所致使之整個影像捕捉透鏡系統成像點的位置變化也可 抑制到最小。 此外，經由第一透鏡使用玻璃玻璃，易被刮傷的塑膠 透鏡不會暴露於外，此爲較佳結構。 在項目1 1所描述的本發明中，經由使用第二與第三 透鏡之合成焦距大到滿足條件式，即可使得因溫度改變致 -47- (44) 1269060 使塑膠透鏡成像點的位置變化經由第二負透鏡與第三正透 鏡相互抵消，因此，可以將因溫度改變所造成的成像點位 置變化控制在最小。 項目1 2所描述的本發明可得到與項目8相同的功能 〇 項目1 3所描述的本發明可得到與項目9相同的功能 〇 項目1 4所描述的本發明可得到微型化且高性能的影 像捕捉裝置。 項目1 5所描述的本發明，經由使用項目1 -1 3的影像 捕捉透鏡所得到的影像捕捉單元具有體積小且成像品質高 的優點。 項目1 6所描述的本發明，經由搭載項目1 5的影像捕 捉單元，可得到能以高成像品質捕捉影像的小型行動終端 【圖式簡單說明】 圖1顯示代表本發明實施例之包括影像捕捉透鏡單元 每一個透鏡之光軸之截面的截面圖。 圖2顯示影像捕捉單元的斜視圖。 圖3 ( a )及3 ( b )是行動電話的視圖。 圖4顯示控制單兀的方塊圖。 圖5圖示說明例1之影像捕捉透鏡的配置。 圖6顯示例1的像差圖（球面像差、像散、變形及子 -48- (45) 1269060 午慧形像差）。 圖7圖示顯示例2之影像捕捉透鏡的配置。 圖8顯示例2的像差圖（球面像差、像散、變形及子 午慧形像差）。 圖9圖示顯示例3之影像捕捉透鏡的配置。 圖1 〇顯示例3的像差圖（球面像差、像散、變形及 子午慧形像差）。 圖1 1圖示顯示例4之影像捕捉透鏡的配置。 圖12顯示例4的像差圖（球面像差、像散、變形及 子午慧形像差）。 圖1 3圖示顯示例5之影像捕捉透鏡的配置。 圖14顯示例5的像差圖（球面像差、像散、變形及 子午慧形像差）。 圖1 5圖示顯示例6之影像捕捉透鏡的配置。 圖1 6顯示例6的像差圖（球面像差、像散、變形及 子午慧形像差）。 圖1 7圖示顯示例7之影像捕捉透鏡的配置。 圖1 8顯示例7的像差圖（球面像差、像散、變形及 子午慧形像差）。 【主要元件對照表】 2 6 光遮 23 紅外線截止濾光片 S 光闌 -49 - (46)1269060 LI 第 _. 透 鏡 L2 第 二 透 鏡 L3 第 二 透 鏡 2 1 透 Δ±£. 筒 22 透 鏡 承 座 53 透 鏡 鏡 筒 承 座 52 基 板 24 第 一 光 遮 25 第 二 光 遮 50 影 像 捕 捉 單 元 5 1 影 像 感 應 器 5 1a 光 電 轉 換 段 10 影 像 捕 捉 光 學系統 54 外 部 5 lb 信 號 處 理 電 路 W 導 線 52a 支 撐 用 平 板 52b 撓 性 基 板 100 行 動 電 話 10 1 控 制 段 60 輸 入 段 70 顯 示 段 80 Μ 線 通 信 段 9 1 儲 存 段 ( ROM ) 1269060 (47) 9 2 暫時儲 存段（RAM)

Claims (1)

1269060 Ο) 拾、申請專利範圍 第92 1 06226號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 一 .............. _•湯办 _ I.· I— j 民.95^年 C羅 1 · 一種影像捕捉透鏡，用以捕捉物體影像至影像捕捉 裝置，該影像捕裝透鏡包含： 光圈，具有一孔徑，經由該孔徑捕捉影像； 第一透鏡，具有正折射放大率，其中，第一透鏡兩個 表面的形狀都是凸面形； 第二透鏡，具有負折射放大率，其中，第二透鏡物體 側表面的形狀是凹面形；以及 第三透鏡，是一凸凹透鏡，其凸面朝向物體側； 其中，光圈、第一透鏡、第二透鏡及第三透鏡是從物 體側按此順序排列。 2 ·如申請專利範圍第1項的的影像捕捉透鏡，其中第 三透鏡具有正折射放大率。 3 ·如申請專利範圍第1項的影像捕捉透鏡，其中第一 、第二及第三透鏡每一個都具有至少一個非球面的表面。 4 ·如申請專利範圍第1項的影像捕捉透鏡滿足下列條 件式： L/2Y < 1.50 0.50 < fl/f < 0.95 (2) 1269060 1.00 < f3/f < 1.40 其中，L是光軸上從光圈到影像側焦點的距離，2Y是有 效影像幕的對角線長度，Π是第一透鏡的焦距，f3是第 三透鏡的焦距，f是整個影像捕捉透鏡的焦距。 5 ·如申請專利範圍第1項的影像捕捉透鏡滿足下列條 件式： -0.06 < R3/ ( ( N2-1 ) · f) < -0.20 其中，N2是第二透鏡d-線的折射率，R3是第二透鏡之物 體側的曲率半徑，f是整個影像捕捉透鏡的焦聚。 6.如申請專利範圍第1項的影像捕捉透鏡滿足下列條 件式： 25 < 1 - ν 2 其中1^1代表第一透鏡的色散吊數’ 代表弟—^透鏡的 色散常數。 7 ·如申請專利範圍第1項的影像捕捉透鏡，其中第一 、第二及第三每一個透鏡都是由塑膠材料製成。 8 .如申請專利範圍第7項的影像捕捉透鏡，其中塑膠 材料的飽合吸水百分比爲0·7%或更低。 9.如申請專利範圍第7項的影像捕捉透鏡，進一步包 -2- (3) 1269060 含： 光遮，配置在第一透鏡與第二透鏡間的空間以及第二 透鏡與第三透鏡間之空間至少其中之一，用以節制周邊的 光通毚。 1 0 ·如申請專利範圍第1項的影像捕捉透鏡，其中第 一透鏡是由玻璃材料製成，第二及第三透鏡每一個都是由 塑膠材料製成。 1 1 ·如申請專利範圍第〗〇項的影像捕捉透鏡，其中第 一及第三透鏡每一個都是由塑膠材料製成，且塑膠材料的 飽合吸水百分比爲0 · 7 %或更低。 1 2 .如申請專利範圍第1 0項的影像捕捉透鏡，進一步 包含： 光遮’配置在第一透鏡與第二透鏡間的空間以及第二 透鏡與第三透鏡間之空間至少其中之一，用以節制周邊的 光通量。 1 3 · —種影像捕捉裝置，包含： 固態影像捕捉元件，包括光電轉換段；以及 申請專利範圍第〗至第1 2項中任一項所描述的影像 捕捉透鏡，並將物體成像在固態影像捕捉元件的光電轉換 段上。 14. 一種影像捕捉單元，包含： 固態影像捕捉元件，包括光電轉換段；以及 申請專利範圍第1至第1 2項中任一項所描述的影像 捕捉透鏡，將物體的影像聚焦在固態影像捕捉元件的光電 -3- 1269060

轉換段上； 基板，用以支撐固態影像捕捉元件，並包括一終端供 與外部連接以發送及接收電氣信號；以及 外殼，具有開口段，以容許來自物體側的影像光入射 ，以及遮光構件，

其中，固態影像捕捉元件及影像捕捉透鏡配置在外殼 內的基板上以形成一單體，且影像捕捉單元沿著光軸的高 度爲1 〇毫米或更少。 1 5 . —種配備申請專利範圍第1 4項所描述之影像捕捉 單元的可攜式終端裝置。

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