TWI422895B - 鏡頭模組 - Google Patents

Description

鏡頭模組

本發明是有關於一種鏡頭，且特別是有關於一種定焦鏡頭模組。

近年來，數位顯示裝置，例如液晶顯示器(Liquid Crystal Display，LCD)、數位微顯示器(Digital Light Processing，DLP)與電漿顯示器(Plasma Display Panel，PDP)等已逐漸取代傳統的陰極射線管(Cathode Ray Tube，CRT)而為新一代顯示裝置所廣泛應用。由於數位影像訊號傳輸及處理有不失真和清晰等特性，因此將數位顯示裝置應用在投影顯示裝置(例如數位背投影顯示裝置)更是時勢所趨。然而，應用於投影顯示裝置的鏡頭模組對光學設計者而言，存在諸多的挑戰。

舉例而言，一般投影顯示裝置為了達成良好的成像品質，其鏡頭模組通常具有低畸變像差、高解析度、高對比度以及均勻的畫面照度等特性。此外，這些高品質的投影顯示裝置除了具有良好的成像品質之外，最好還能具有較大的視場角，以滿足小空間可投影大畫面的需求。另外，為了提升光源的利用率以及投影畫面照度的均勻性，於鏡頭模組之縮小側的主光線與其光軸要愈接近平行愈好，也就是說其縮小側的主光線相對於光軸的遠心角(telecentric angle)要愈小愈好。

台灣新型專利第M362997中揭露一種光學模組，其包括前透鏡群與後透鏡群。前透鏡群包括第一透鏡、第二透鏡及第三透鏡。第一透鏡呈雙凹形狀。第二透鏡具有正的屈光度且像側的透鏡面呈凸面。第三透鏡具有正的屈光度且物側的透鏡面呈凸面。後透鏡群從物側依次具備第四透鏡及第五透鏡。第四透鏡具有負的屈光度且像側的透鏡面呈凹面。第五透鏡呈雙凸形狀，光學模組之優點為環境耐受性高。

美國專利號第6747816號之圖1中揭露一種四片式的廣角鏡頭，四片透鏡的屈光度自物側到像側依序為負、正、負、正，其中第一片透鏡朝向物側為一凹面，第二片透鏡的至少其中一面為非球面，第四片透鏡朝向像側為一凸面，且第四片透鏡的至少其中一面為非球面。另外，美國專利號第4993814號之圖8、9中揭露一種兩群四片式的變焦鏡頭，其包括第一透鏡群(具有一負屈光度之透鏡)與第二透鏡群(分別由屈光度為正、負、正之透鏡所組合)。孔徑光欄位於第一透鏡群與第二透鏡群之間。

美國專利號第5233474號之圖1中揭露一種揭露兩群五片式的變焦鏡頭，其包括第一透鏡群與第二透鏡群。孔徑光欄位於第二透鏡群的第三片透鏡與第四片透鏡之間，其中第四片透鏡朝向放大側為一非球面。另外，美國專利號第5796528號之圖6中又揭露一種兩群五片式的廣角鏡頭，其包括第一透鏡群與第二透鏡群。孔徑光欄位於第一透鏡群與第二透鏡群之間。同樣地，美國專利號第5412508號與第4679913號亦揭露一種兩群的鏡頭。此外，在美國專利公開號第20030161050號中則揭露一種四片式的定焦鏡頭。

本發明提供一種鏡頭模組，其具有小體積以及成像品質較佳的優點。

本發明的其他目的和優點可以從本發明所揭露的技術特徵中得到進一步的了解。

為達上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本發明之一實施例提出一種鏡頭模組，其包括一第一透鏡群、一第二透鏡群、一第三透鏡群及一孔徑光闌。第一透鏡群配置於一放大側與一縮小側之間，具有正屈光度。第一透鏡群包括從放大側往縮小側依序排列之一第一子透鏡群及一第二子透鏡群。第一子透鏡群與第二子透鏡群分別具有負屈光度與正屈光度，其中第一子透鏡群具有一第一透鏡，且第一透鏡之朝向放大側的一第一表面為一凹面。第二子透鏡群具有一第二透鏡。第二透鏡群配置於第一透鏡群與縮小側之間，具有負屈光度。第二透鏡群包括從放大側往縮小側依序排列之一第三透鏡及一第四透鏡，其中第三透鏡與第四透鏡分別具有正屈光度與負屈光度。第二透鏡群中最靠近縮小側的透鏡表面為一第二表面。第三透鏡群配置於第二透鏡群與縮小側之間，具有正屈光度。第三透鏡群包括一第五透鏡。第三透鏡群中最靠近放大側的透鏡表面為一第三表面。孔徑光闌配置於第二子透鏡群與第二透鏡群之間。鏡頭模組的有效焦距為f，第二表面的中心至第三表面的中心距離為L₁ ，且鏡頭模組可符合0.4<L₁ /f<1.2。

在本發明之一實施例中，第二表面為一凹面。

在本發明之一實施例中，第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡及第五透鏡至少其一為一非球面透鏡。

在本發明之一實施例中，第四透鏡之朝向放大側的表面之曲率半徑為R₁ ，第四透鏡之朝向縮小側的表面之曲率半徑為R₂ ，且鏡頭模組可符合0.7<(∣R₁ ∣+R₂ )/(∣R₁ ∣-R₂ )<4。

在本發明之一實施例中，第三透鏡的阿貝數為ν_P ，第四透鏡的阿貝數為ν_N ，且鏡頭模組可符合20<ν_P -ν_N <30。

在本發明之一實施例中，鏡頭模組的有效焦距為f，第一子透鏡群的有效焦距為f_SG1 ，第二子透鏡群的有效焦距為f_SG2 ，且鏡頭模組可符合0.5<∣f_SG1 ∣/f<4.1及0.3<f_SG2 /f<0.95。

在本發明之一實施例中，鏡頭模組的有效焦距為f，第三透鏡的有效焦距為f₃ ，第四透鏡的有效焦距為f₄ ，且鏡頭模組可符合0.5<f₃ /f<2及0.35<∣f₄ ∣/f<0.9。

在本發明之一實施例中，鏡頭模組的有效焦距為f，第三透鏡群的有效焦距為f_G3 ，且鏡頭模組可符合0.8<f_G3 /f<2。

在本發明之一實施例中，第一透鏡具有負屈光度，且第二透鏡具有正屈光度。

在本發明之一實施例中，第一透鏡群中最靠近放大側的表面為凹面，且第二透鏡群中最靠近放大側的表面為凸面。

在本發明之一實施例中，第五透鏡具有正屈光度，且第五透鏡朝向放大側的表面為凸面。

在本發明之一實施例中，第二子透鏡群更具有一第六透鏡，配置於第二透鏡與孔徑光闌之間。在本發明之一實施例中，第一透鏡具有負屈光度，第二透鏡具有正屈光度，且第六透鏡具有正屈光度。在本發明之一實施例中，且第六透鏡朝向放大側的表面為凸面。此外，第三透鏡朝向放大側的表面為凸面，第四透鏡朝向縮小側的表面為凹面。在本發明之一實施例中，第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡及第六透鏡至少其一為一非球面透鏡。

在本發明之一實施例中，第一透鏡群與第二透鏡群為一對焦群，第三透鏡群為一固定群。

本發明實施例具有以下至少其中一個優點，本發明實施例之鏡頭模組可藉由將最靠近放大側的第一子透鏡群採用負屈光度，且最靠近放大側的透鏡朝向放大側的表面為一凹面，如此可增加鏡頭模組的視場角外，亦可修正第二透鏡群所產生的畸變相差而使鏡頭模組具有較佳的光學品質。此外，鏡頭模組可藉由第一透鏡群與第二透鏡群相對第三透鏡群移動來對焦，並利用第三透鏡群使鏡頭模組縮小側附近的主光線與光軸接近平行。因此，鏡頭模組可達到有效消除像差、色差、畸變、提高成像品質、縮小尺寸等至少其中之一的功效。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。

圖1為本發明之一實施例之鏡頭模組的結構示意圖。請參照圖1，本實施例之鏡頭模組100配置於一放大側與一縮小側之間，且包括從放大側往縮小側依序排列之一第一透鏡群110、一孔徑光闌120、一第二透鏡群130及一第三透鏡群140。在本實施例中，第一透鏡群110、第二透鏡群130及第三透鏡群140的屈光度分別為正、負、正。

詳細來說，第一透鏡群110包括從放大側往縮小側依序排列之一第一子透鏡群110a及一第二子透鏡群110b，其屈光度依序例如為負、正。第一子透鏡群110a具有一第一透鏡112，且第一透鏡112之朝向放大側的一表面S1為一凹面。第二子透鏡群110b具有一第二透鏡114。第二透鏡群130包括從放大側往縮小側依序排列之一第三透鏡132及一第四透鏡134，其屈光度依序例如為正、負。在此，第三透鏡群140由一第五透鏡142所組成，且其屈光度例如為正。具體而言，在本實施例中，第一透鏡112為凹面朝向放大側，凸面朝向縮小側的凸凹透鏡，且具有負屈光度，第二透鏡群130中最靠近放大側的表面S6為凸面，第三透鏡132為一凸面朝向放大側，凹面朝向縮小側的凹凸透鏡，第四透鏡134為一凹面朝向縮小側，凸面朝向放大側的凸凹透鏡，且第五透鏡142朝向放大側的表面S10為凸面。然而本發明不以此為限，於其他實施例中，透鏡亦可有不同於上述的形狀，視實際的狀況而定。

在本實施例中，為了可使鏡頭模組100達到緊湊與小型化的目的，因此組成鏡頭模組100的透鏡至少其一可以是使用非球面透鏡，如此便可使用較少的透鏡(如，五片)而組成一種具有遠心系統並同時具有較佳的成像品質的鏡頭模組。在此，遠心系統是指為了提升光源的利用率以及投影畫面照度的均勻性，因此鏡頭模組100縮小側的主光線與其光軸A要愈接近平行愈好，意即具有一種遠心鏡頭(telecentric lens)的光學特性。具體而言，本實施例之鏡頭模組100是以第一透鏡112與第四透鏡134各為一非球面透鏡作為舉例說明，但本發明並不限於此。在另一實施例中，鏡頭模組也可以將其他的透鏡採用非球面透鏡的設計。此外，若透鏡採用非球面之設計時，則其材質可以是選擇玻璃材質，但也可以是選擇塑膠透鏡的材質，從而可達到節省成本的目的。另外，關於非球面鏡的參數與設計將於後續的段落中進行說明。

一般而言，於縮小側可設置有一影像處理元件60(image processing device)。在本實施例中，影像處理元件60例如是光閥(light valve)，而光閥例如為一數位微鏡元件(digital micro-mirror device，DMD)、一矽基液晶面板(liquid-crystal-on-silicon panel，LCOS panel)或一穿透式液晶面板(transmissive liquid crystal panel，transmissive LCD)。此外，在本實施例中，鏡頭模組100適於將影像處理元件60所提供的影像成像於放大側。

在本實施例中，由於第一子透鏡群110a具有負屈光度，因此除可使鏡頭模組100達到廣角的目的外，亦可修正第二透鏡群120所產生的畸變相差。另外，當第一透鏡112之朝向放大側的表面S1為凹面時，除了可增加視場角外，亦可縮小此鏡片的尺寸，從而對鏡頭模組100在進行小型化時亦有所幫助。除此之外，由於第二子透鏡群110b中靠近孔徑光闌120的第二透鏡114朝向縮小側之表面S4為凸面，而第二透鏡群130中靠近孔徑光闌120的第三透鏡132朝向放大側之表面S6亦為凸面，如此可使第二透鏡114與第三透鏡132儘可能地接近，使得鏡頭模組100的總長L有效地被縮短，而可達到將鏡頭模組100小型化的目的。

另外，在本實施例中，為了使鏡頭模組100於縮小側附近的主光線與光軸A接近平行，即近似於遠心鏡頭，因此可將鏡頭模組100中的第三透鏡群140設計為正屈光度。此外，第二透鏡群130中靠近第三透鏡群140的第四透鏡134朝向著縮小側之表面S9若設計為凹面時，如此可使第四透鏡134的尺寸較小，且亦可使第二透鏡群130至第三透鏡群140之間有較長的距離，以放置投影系統所需的元件，例如反射鏡。

更進一步來說，為同時兼具小型化的尺寸及具有較好的光學成像品質。在小型化鏡頭模組100的前提下，鏡頭模組100滿足下列條件。

0.4<L₁ /f<1.2　(條件一)

其中f為鏡頭模組100的有效焦距，且L₁ 為表面S9至表面S10的距離。詳細而言，在鏡頭模組100中，若L₁ /f<0.4，則第二透鏡群130至第三透鏡群140的距離會太小，如此會無法置放進行投影時所需的元件於第二透鏡群130與第三透鏡群140之間，且第二透鏡群130中靠近第三透鏡群140的第四透鏡134尺寸會變大，而無法達到小型化的目的；若1.2<L₁ /f，則會使第二透鏡群130中靠近第三透鏡群140的第四透鏡134之光焦度變小，而不足修正其他鏡片所造成的像差。

詳細而言，為了可使鏡頭模組100呈現較佳的光學成像品質，因此鏡頭模組還可視實際狀況滿足下列條件二：

0.7<(∣R₁ ∣+R₂ )/(∣R₁ ∣-R₂ )<4　(條件二)

其中R₁ 為第四透鏡134之朝向放大側的表面S8之曲率半徑，而R₂ 則為第四透鏡134之朝向縮小側的表面S9之曲率半徑。若鏡頭模組滿足條件二時，則在修正離軸像差(off-axis aberration)可具有較佳的表現，尤其是場曲(field curvature)和慧差。舉例而言，在鏡頭模組100中，若(∣R₁ ∣+R₂ )/(∣R₁ ∣-R₂ )>4時，則第四透鏡134之朝向縮小側的表面S9會產生較大的像差，且較困難去修正離軸像差，尤其是場曲；若(∣R₁ ∣+R₂ )/(∣R₁ ∣-R₂ )<0.7時，第二透鏡群130靠近第三透鏡群140的第四透鏡134之負屈光度較弱，而不足以修正像差。

另外，若為了提升使鏡頭模組100在修正色差的能力，鏡頭模組100可滿足下列條件三：

20<ν_P -ν_N <30　(條件三)

其中，ν_P 為第二透鏡群130中靠近孔徑光欄120的第三透鏡132的阿貝數(Abbe number)，而ν_N 為第二透鏡群130中靠近第三透鏡群140的第四透鏡134的阿貝數。舉例而言，在鏡頭模組100中，若ν_P -ν_N ≦20，則表示第三透鏡132與第四透鏡134的阿貝數太接近，如此較難修正鏡頭模組100的橫向色差；若ν_P -ν_N ≧37，則修正鏡頭模組100的縱向色差會較困難。

此外，鏡頭模組100可滿足下列條件四：

0.5<∣f_SG1 ∣/f<4.1及0.3<f_SG2 /f<0.95　(條件四)

其中f為鏡頭模組100的有效焦距，f_SG1 為第一子透鏡群110a的有效焦距，而f_SG2 為第二子透鏡群110b的有效焦距。詳細而言，在鏡頭模組100中，若∣f_SG1 ∣/f<0.5及f_SG2 /f<0.3，則第一子透鏡群110a和第二子透鏡群110b的光焦度增加，雖可使鏡頭模組100之總長度L縮短，達到緊湊的光學系統，但其在慧差和球差像差的表現會變大；若∣f_SG1 ∣/f>4.1及f_SG2 /f>0.95，則第一子透鏡群110a和第二子透鏡群110b的光焦度會減小而使像差易被修正，但鏡頭模組100的總長度L便會增加。

同樣地，鏡頭模組100還可滿足下列條件五：

0.5<f₃ /f<2及0.35<∣f₄ ∣/f<0.9(條件五)

其中，f₃ 為第二透鏡群130中靠近孔徑光欄120的第三透鏡132之有效焦距，f₄ 則為第二透鏡群130中靠近第三透鏡群140的第四透鏡134之有效焦距，而f為整個鏡頭模組100的有效焦距。詳細而言，在鏡頭模組100中，若f₃ /f<0.5且∣f₄ ∣/f<0.35，則第三透鏡132和第四透鏡134的光焦度會增加，雖可使鏡頭模組100整體總長度L縮短，達到緊湊的光學系統，但場曲和像散像差亦會變大；若2<f₃ /f且0.9<∣f₄ ∣/f，則第三透鏡132和第四透鏡134的光焦度會減小，使像差易被修正，但鏡頭模組100整體之總長度L卻會增加。

再者，為了使鏡頭模組100於縮小側附近的主光線與光軸A接近平行，而達到具有遠心系統之目的，可將鏡頭模組100的第三透鏡群140設計為正屈光度，且鏡頭模組100可滿足下列條件六：

0.8<f_G3 /f<2　(條件六)

其中f為鏡頭模組100的有效焦距，f_G3 為第三透鏡群140的有效焦距。舉例而言，在鏡頭模組100中，若2<f_G3 /f，則第三透鏡群140的折射力不足，以致於鏡頭模組100於縮小側附近的主光線無法與光軸A接近平行。若要達到前述目的，則會造成位於第二透鏡群130中靠近第三透鏡群140的第四透鏡134的尺寸變大，而尺寸愈大生產成本會愈高，也無法達到小型化的目的；若f_G3 /f<0.8，則第三透鏡群140的折射力太大，且會使得第二透鏡群130至第三透鏡群140之間的距離L₁ 太小，而不夠足夠的空間放置進行投影時所需的元件，如反射片。

補充說明一點，於設計鏡頭模組時，不限定鏡頭模組需同時滿足上述所列之條件，而是視光學成像品質的需求，選擇性地滿足上述所列之條件。

以下內容將舉出鏡頭模組100之一實施例。需注意的是，下述之表一中所列的數據資料並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者在參照本發明之後，當可應用本發明的原則對其參數或設定作適當的更動，惟其仍應屬於本發明之範疇內。

在表一中，間距是指兩相鄰表面間於光軸A上之直線距離，舉例來說，表面S3之間距，即表面S3至表面S4間於光軸A上之直線距離。備註欄中各透鏡所對應之厚度、折射率與阿貝數請參照同列中各間距、折射率與阿貝數對應之數值。此外，在表一中，表面S1、S2為第一透鏡112的兩表面，表面S3、S4為第二透鏡114之兩表面，表面S5為孔徑光闌120，表面S6、S7為第三透鏡132之兩表面，表面S8、S9為第四透鏡134的兩表面，且表面S10、S11為第五透鏡142的兩表面。表面S12、S13為一用於光閥60之玻璃蓋(cover glass)70的兩表面。

有關於各表面之曲率半徑、間距等參數值，請參照表一，在此不再重述。

圖2A至圖2D為圖1之鏡頭模組100的成像光學模擬數據圖。請參照圖圖2A至圖2D，其中圖2A為調制轉換函數曲線圖(modulation transfer function,MTF)，其橫軸為每週期/毫米(mm)之空間頻率(spatial frequency in cycles per millimeter)，縱軸為光學轉移函數的模數(modulus of the OTF)。在圖2A中是以三種不同波長的光(分別為460nm、527nm、615nm)所做的模擬數據圖。此外，圖2B與圖2C分別為場曲(field curvature)與畸變(distortion)的圖形，且皆是以三種不同波長(分別為460nm、527nm、615nm)的光所模擬出來的。圖2D為橫向色差圖(lateral color)，且是以三種不同波長的光(分別為460nm、527nm、615nm)所作的模擬數據圖。由於圖2A至圖2D所顯示出的圖形均在標準的範圍內，因此本實施例之鏡頭模組100具有良好的成像品質。

另外，由於表面S1、S2、S8、S9為非球面，而非球面的公式如下：

其中，Z為光軸L方向之偏移量。r是密切球面(osculating sphere)的半徑，也就是接近光軸處的曲率半徑(如表格內S1、S2、S8、S9的曲率半徑)。k為圓錐常數(conic constant)。h是非球面上距光軸的垂直高度，即為從透鏡中心往透鏡邊緣的高度，從公式中可得知，不同的h會對應出不同的Z值。C2~C16為非球面係數(aspheric coefficient)。表面S1、S2、S8、S9的非球面係數及k值如表二所示：

另外，在表三中分別列出鏡頭模組100的一些模擬參數值，包括有效焦距(EFL)、視場角、遠心角，以及鏡頭模組100滿足條件一至條件六的模擬數值。

在本實施例中，第一透鏡群110中的第一子透鏡群100a為負屈光度，如此可修正第二透鏡群130所產生的畸變像差，且當第一透鏡112為朝向放大側的表面S1為凹面時，則可縮小第一透鏡112的尺寸。另外，若第二透鏡114朝向縮小側的表面S4為凸面，且第三透鏡132朝向放大側的表面S6亦為凸面，則鏡頭模組的尺寸便可獲得縮減，而可達到小型化之目的。此外，第三透鏡群140為正屈光度，可使於鏡頭模組100縮小側附近的主光線與光軸A接近平行。因此，鏡頭模組100兼具成像之像差較小以及畸變程度較低等優點。再者，鏡頭模組100中至少部分的鏡片除了可藉由使用非球面透鏡來減少像差而增加成像品質外，亦可進一步減少透鏡的數量的使用而進一步地縮小鏡頭模組100的尺寸。此外，第三透鏡群140的位置相對鏡頭模組100固定，其可藉由第一透鏡群110與第二透鏡群130相對第三透鏡群140移動來對焦

圖3為本發明之另一實施例之鏡頭模組的結構示意圖。請參照圖3，本實施例之鏡頭模組300類似於鏡頭模組100，惟兩者之間最主要的差異在於鏡頭模組300中的第二子透鏡群310b更包括一第六透鏡316，其配置於第二透鏡314與孔徑光闌320之間。在本實施例中，第二透鏡314與第六透鏡316組成類似於前述具有正屈光度的第二子透鏡群310b。詳細而言，在第二子透鏡群310b中，第二透鏡314具有正屈光度，且第六透鏡316具有正屈光度，其中第二透鏡314為一凸面朝向縮小側，凹面朝向放大側的凹凸透鏡，且第六透鏡316為一雙凸透鏡。在本實施例中，第一透鏡312為一凹面朝向縮小側，凸面朝向放大側的凸凹透鏡，具有負的屈光度，第三透鏡332為一凸面朝向放大側，凹面朝向縮小側的凹凸透鏡，且具有正的屈光度，第四透鏡334為一凹面朝向縮小側，凸面朝向放大側的的凸凹透鏡，且具有負的屈光度，且第五透鏡342為一凸面朝向縮小側，凹面朝向放大側的凹凸透鏡，且具有正的屈光度。

類似地，鏡頭模組300中的第一透鏡312、第二透鏡314、第三透鏡332、第四透鏡334、第五透鏡342及第六透鏡316至少其一可採用非球面的設計，如此可提高其整體的成像品質外，亦可縮小鏡頭模組300的整體的尺寸。在本實施例中，鏡頭模組300是以第三透鏡332與第六透鏡316各為一非球面透鏡作為舉例說明，但不限於此，其亦可根據使用者的需求與設計而略作調整。

需要說明的是，由於鏡頭模組300與鏡頭模組100的結構相似，主要差異在於組成具有正屈光度的第二子透鏡群的方式不同，因此鏡頭模組300同樣具有鏡頭模組100所提及的優點。換言之，若鏡頭模組300符合前述的條件(一)至(六)至少其中之一時，其整體尺寸及其光學品質將可獲得較佳的表現。

以下內容將舉出鏡頭模組300之一實施例。需注意的是，下述之表四中所列的數據資料並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者在參照本發明之後，當可應用本發明之原則對其參數或設定作適當的更動，惟其仍應屬於本發明之範疇內。

在表六中，間距是指兩相鄰表面間於光軸A上之直線距離，舉例來說，表面S3之間距，即表面S3至表面S4間於光軸A上之直線距離。備註欄中各透鏡所對應之厚度、折射率與阿貝數請參照同列中各間距、折射率與阿貝數對應之數值。此外，在表一中，表面S1、S2為第一透鏡312的兩表面，表面S3、S4為第二透鏡314之兩表面，表面S5、S6為第六透鏡316之兩表面，表面S7為孔徑光闌350，表面S8、S9為第三透鏡332之兩表面，表面S10、S11為第四透鏡334的兩表面，且表面S12、S13為第五透鏡342的兩表面。表面S14、S15為一用於光閥60之玻璃蓋(cover glass)70的兩表面。

在鏡頭模組300中，由於第三透鏡332與第六透鏡316是採用非球面設計作為舉例，因此表面S5、S6、S8、S9為非球面，而非球面的公式如下：

其中，Z為光軸L方向之偏移量。r是密切球面(osculating sphere)的半徑，也就是接近光軸處的曲率半徑(如表格內S1、S2、S8、S9的曲率半徑)。k為圓錐常數(conic constant)。h是非球面上距光軸的垂直高度，即為從透鏡中心往透鏡邊緣的高度，從公式中可得知，不同的h會對應出不同的Z值。C2~C16為非球面係數(aspheric coefficient)。表面S5、S6、S8、S9的非球面係數及k值如表五所示：

另外，在表六中分別列出鏡頭模組300的一些模擬參數值，包括有效焦距(EFL)、視場角、遠心角，以及鏡頭模組300滿足前述條件一至條件六的模擬數值。

綜上所述，本發明之實施例可達到下列功效之至少其一。由於鏡頭模組至少部分的透鏡是使用非球面透鏡，因此除了可呈現較佳的成像品質(如修正像差)外，亦可減少透鏡的使用上的數量而具有較小的尺寸。其次，鏡頭模組的架構可達到有效消除像差、色差、畸變、具有良好的成像品質等上述至少其中之一的功效。再者，在鏡頭模組中最靠近放大側的第一子透鏡群為負屈光度，且最靠近放大側的透鏡朝向放大側的表面為一凹面，可增加鏡頭的視場角，亦可修正第二透鏡群所產生的畸變相差而具有較佳的光學品質。此外，鏡頭模組可藉由第一透鏡群與第二透鏡群相對第三透鏡群移動來對焦，並利用第三透鏡群使鏡頭模組縮小側附近的主光線與光軸接近平行(約在3度內)。因此，本發明之實施例提供的鏡頭模組，其兼具尺寸較小與較佳的光學特性。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。另外本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。

60．．．影像處理元件

70．．．玻璃蓋

100、300．．．鏡頭模組

110、310．．．第一透鏡群

120、320．．．孔徑光闌

130、330．．．第二透鏡群

140、340．．．第三透鏡群

110a、310a．．．第一子透鏡群

110b、310b．．．第二子透鏡群

112．．．第一透鏡

114．．．第二透鏡

132．．．第三透鏡

134．．．第四透鏡

142．．．第五透鏡

316．．．第六透鏡

A．．．光軸

L．．．總長

L₁ ．．．距離

S1～S16．．．表面

圖1為本發明之一實施例之鏡頭模組的結構示意圖。

圖2A至圖2D為圖1之鏡頭模組100的成像光學模擬數據圖。

圖3為本發明之另一實施例之鏡頭模組的結構示意圖。

60．．．影像處理元件

70．．．玻璃蓋

100．．．鏡頭模組

110．．．第一透鏡群

120．．．孔徑光闌

130．．．第二透鏡群

140．．．第三透鏡群

110a．．．第一子透鏡群

110b．．．第二子透鏡群

112．．．第一透鏡

114．．．第二透鏡

132．．．第三透鏡

134．．．第四透鏡

142．．．第五透鏡

A．．．光軸

L．．．總長

L₁ ．．．距離

S1～S14．．．表面

Claims (18)

1. 一種鏡頭模組，包括：一第一透鏡群，配置於一放大側與一縮小側之間，具有正屈光度，且包括從該放大側往該縮小側依序排列之一第一子透鏡群及一第二子透鏡群，該第一子透鏡群與該第二子透鏡群分別具有負屈光度與正屈光度，其中該第一子透鏡群具有一第一透鏡，且該第一透鏡之朝向該放大側的一第一表面為一凹面，該第二子透鏡群具有一第二透鏡；一第二透鏡群，配置於該第一透鏡群與該縮小側之間，具有負屈光度，且包括從該放大側往該縮小側依序排列之一第三透鏡及一第四透鏡，該第三透鏡與該第四透鏡分別具有正屈光度與負屈光度，其中該第二透鏡群中最靠近該縮小側的一表面為一第二表面；一第三透鏡群，配置於該第二透鏡群與該縮小側之間，具有正屈光度，且包括一第五透鏡，其中該第三透鏡群中最靠近該放大側的一表面為一第三表面；以及一孔徑光闌，配置於該第二子透鏡群與該第二透鏡群之間，其中該鏡頭模組的有效焦距為f，該第二表面的中心至該第三表面的中心的距離為L₁ ，該鏡頭模組符合0.4<L1/f<1.2；其中該鏡頭模組為一定焦鏡頭模組，且該鏡頭模組在該縮小側設置一影像處理元件，適於將該影像處理元件所提供的一影像成像於該放大側。
2. 如申請專利範圍第1項所述之鏡頭模組，其中該 第二表面為一凹面
3. 如申請專利範圍第1項所述之鏡頭模組，其中該第一透鏡、該第二透鏡、該第三透鏡、該第四透鏡及該第五透鏡至少其一為一非球面透鏡。
4. 如申請專利範圍第1項所述之鏡頭模組，其中該第四透鏡之朝向該放大側的一表面之曲率半徑為R₁ ，該第四透鏡之朝向該縮小側的一表面之曲率半徑為R₂ ，且該鏡頭模組符合0.7<(| R₁ |+R₂ )/(| R₁ |-R₂ )<4。
5. 如申請專利範圍第1項所述之鏡頭模組，其中該第三透鏡的阿貝數為ν_P ，該第四透鏡的阿貝數為ν_N ，且該鏡頭模組符合20<ν_P -ν_N <30。
6. 如申請專利範圍第1項所述之鏡頭模組，其中該第一子透鏡群的有效焦距為f_SG1 ，該第二子透鏡群的有效焦距為f_SG2 ，且該鏡頭模組符合0.5<| f_SG1 |/f<4.1及0.3<f_SG2 /f<0.95。
7. 如申請專利範圍第1項所述之鏡頭模組，其中該第三透鏡的有效焦距為f₃ ，該第四透鏡的有效焦距為f₄ ，且該鏡頭模組符合0.5<f₃ /f<2及0.35<| f₄ |/f<0.9。
8. 如申請專利範圍第1項所述之鏡頭模組，其中該第三透鏡群的有效焦距為f_G3 ，且該鏡頭模組符合0.8<f_G3 /f<2。
9. 如申請專利範圍第1項所述之鏡頭模組，其中該第一透鏡具有負屈光度，且該第二透鏡具有正屈光度。
10. 如申請專利範圍第1項所述之鏡頭模組，其中該第一透鏡群中最靠近該放大側的一表面為一凹面，該第二透鏡群中最靠近該放大側的一表面為一凸面。
11. 如申請專利範圍第1項所述之鏡頭模組，其中該第五透鏡具有正屈光度。
12. 如申請專利範圍第11項所述之鏡頭模組，其中該第五透鏡朝向該放大側的一表面為一凸面。
13. 如申請專利範圍第1項所述之鏡頭模組，其中該第二子透鏡群更具有一第六透鏡，配置於該第二透鏡與該孔徑光闌之間。
14. 如申請專利範圍第13項所述之鏡頭模組，其中該第一透鏡具有負屈光度，該第二透鏡具有正屈光度，且該第六透鏡具有正屈光度。
15. 如申請專利範圍第14項所述之鏡頭模組，其中該第六透鏡朝向該放大側的一表面為一凸面。
16. 如申請專利範圍第1項所述之鏡頭模組，其中該第三透鏡朝向該放大側的一表面為一凸面，該第四透鏡朝向該縮小側的一表面為一凹面。
17. 如申請專利範圍第13項所述之鏡頭模組，其中該第一透鏡、該第二透鏡、該第三透鏡、該第四透鏡、該第五透鏡及該第六透鏡至少其一為一非球面透鏡。
18. 如申請專利範圍第1項所述之鏡頭模組，其中該第一透鏡群與該第二透鏡群為一對焦群，該第三透鏡群為一固定群。