专利名称：成像镜头组的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种成像镜头组，特别涉及一种由复合透镜所组成的成像镜头组。
背景技术：
近年来，随着具有摄影功能的可携式电子产品的兴起，微型取像模块的需求日渐提高，而一般摄影镜头的感光元件不外乎是感光稱合元件(Charge Coupled Device, CCD)或互补性氧化金属半导体兀件(Complementary Metal-Oxide Semiconductor Sensor, CMOSSensor)两种，且随着半导体工艺技术的精进，使得感光元件的画素尺寸缩小，如何在有效的空间条件下提升微型化摄影镜头的成像品质成为业者关注的重点。现有的小型化摄影镜头，为降低制造成本，多采两片式透镜结构为主，然而因仅具两片透镜对像差的补正能力有限，无法满足较高阶的摄影模块需求，但配置过多透镜将造成镜头总长度难以达成小型化。为了能获得良好的成像品质且兼具小型化的特性，具备三片透镜的摄影透镜系统为可行的方案。美国专利公告第7，145，736号揭露一种三片式透镜组，然而上述三片式透镜组中第二透镜的物侧面为凹面，第二透镜的像侧面为凸面，对修正透镜组的佩兹伐和数(Petzval Sum)较为不利，使得影像周边的成像品质较难控制。
发明内容
为了改善现有技术所存在的问题，本发明的目的在于提供一种成像镜头组，可有效修正佩兹伐和数(Petzval Sum),减少场曲(Field Curvature),使周边像面变得更平。根据本发明所揭露一实施例的成像镜头组，由光轴的物侧至像侧依序包括:一具有正屈折力的第一透镜、一具有负屈折力的第二透镜及一具有负屈折力的第三透镜。其中，第一透镜的物侧面为凸面。第二透镜的物侧面与像侧面均为凹面，且第二透镜的物侧面与像侧面至少其中的一面为非球面。第三透镜的物侧面为凸面，第三透镜的像侧面为凹面，第三透镜的物侧面及像侧面至少其中的一面为非球面，且第三透镜的像侧面具有至少一反曲点。其中，于光轴上，第一透镜与第二透镜之间具有一镜间距T12,第二透镜与第三透镜之间具有一镜间距T23，且满足以下条件式:(条件式I):0.6 < T12/T23 < 2.55根据本发明所揭露另一实施例的成像镜头组，由光轴的物侧至像侧依序包括:一具有正屈折力的第一透镜、一具有负屈折力的第二透镜及一第三透镜。其中，第一透镜的物侧面为凸面。第二透镜的物侧面与像侧面均为非球面的凹面。第三透镜的物侧面为非球面的凸面，第三透镜的像侧面为非球面的凹面。其中，第一透镜与第二透镜之间于光轴上具有一镜间距T12，第二透镜与第三透镜之间于光轴上具有一镜间距T23，第二透镜的物侧面曲率半径为R3，第二透镜的像侧面曲率半径为R4，成像镜头组具有一焦距f，第二透镜具有一焦距f2，第三透镜具有一焦距f3，且满足(条件式I)与以下条件式:
(条件式 2):-0.8 < R3/R4 < O
(条件式 3):-l.05 < f/f2 < -0.1(条件式4):0 < I f/f31 < 0.55依据本发明所揭露的成像镜头组，具有正屈折力的第一透镜提供成像镜头组所需的部分屈折力，有助于缩短成像镜头组的光学总长度。第一透镜的物侧面为凸面，有效加强第一透镜的屈折力配置，进而使得成像镜头组的光学总长度变得更短。第二透镜具有负屈折力，有效修正成像镜头组的像差。第二透镜的物侧面与像侧面均为凹面，有效修正成像镜头组的佩兹伐和数(Petzval Sum),减少成像镜头组的场曲(Field Curvature),使周边像面变得更平。第三透镜具有负屈折力，使成像镜头组的主点(Principal Point)远离成像面，有利于缩短成像镜头组的光学总长度，以维持成像镜头组的小型化。第三透镜的物侧面为凸面且第三透镜的像侧面为凹面，有利于修正成像镜头组的高阶像差，以提升成像镜头组的成像品质。此外，第三透镜的像侧面具有至少一反曲点，以有效地压制离轴视场的光线入射于成像面上的角度，并且可进一步修正离轴视场的像差。其中，第二透镜的透镜表面中至少一表面为非球面，且第三透镜的透镜表面中至少一表面为非球面，非球面可以容易制作成球面以外的形状，获得较多的控制变数，用以消减像差，且可以有效降低成像镜头组的光学总长度。当成像镜头组满足上述(条件式I)时，第二透镜的空间配置更适当，进而有效修正成像镜头组的像差，同时保持良好的光学总长度。此外，当成像镜头组满足上述(条件式I)时，也更有利于每一透镜之间的组立。其中，符合上述(条件式I)的较佳范围可为0.7< Τ12/τ23 < 1.8。当成像镜头组满足上述(条件式2)时，第二透镜的物侧面与像侧面均具有合适的曲率半径，更可有效修正佩兹伐和数。其中，符合上述(条件式2)的较佳范围可为-0.25 < R3/R4 < 0.0。当成像镜头组满足上述(条件式3)时，更可有效修正成像镜头组的像差。当成像镜头组满足上述(条件式4)时，第三透镜的屈折力较合适，可针对成像镜头组的需求，修正像差或更进一步缩短成像镜头组的光学总长度。其中，符合上述(条件式4)的较佳范围可为 O < |f/f3| < 0.45。以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
图1A为本发明的成像镜头组的第一实施例结构示意图；图1B为波长486.lnm、587.6nm与656.3nm的光线入射于图1A所揭露的成像镜头
组的纵向球差曲线示意图；图1C为波长587.6nm的光线入射于图1A所揭露的成像镜头组的像散场曲曲线示意图；图1D为波长587.6nm的光线入射于图1A所揭露的成像镜头组的畸变曲线示意图；图2A为本发明的成像镜头组的第二实施例结构示意图；图2B为波长486.lnm、587.6nm与656.3nm的光线入射于图2A所揭露的成像镜头
组的纵向球差曲线示意图2C为波长587.6nm的光线入射于图2A所揭露的成像镜头组的像散场曲曲线示意图；图2D为波长587.6nm的光线入射于图2A所揭露的成像镜头组的畸变曲线示意图；图3A为本发明的成像镜头组的第三实施例结构示意图；图3B为波长486.lnm、587.6nm与656.3nm的光线入射于图3A所揭露的成像镜头
组的纵向球差曲线示意图；图3C为波长587.6nm的光线入射于图3A所揭露的成像镜头组的像散场曲曲线示意图；图3D为波长587.6nm的光线入射于图3A所揭露的成像镜头组的畸变曲线示意图；图4A为本发明的成像镜头组的第四实施例结构示意图；图4B为波长486.lnm、587.6nm与656.3nm的光线入射于图4A所揭露的成像镜头
组的纵向球差曲线示意图；图4C为波长587.6nm的光线入射于图4A所揭露的成像镜头组的像散场曲曲线示意图；图4D为波长587.6nm的光线入射于图4A所揭露的成像镜头组的畸变曲线不意图；图5A为本发明的成像镜头组的第五实施例结构示意图；图5B为波长486.lnm、587.6nm与656.3nm的光线入射于图5A所揭露的成像镜头
组的纵向球差曲线示意图；图5C为波长587.6nm的光线入射于图5A所揭露的成像镜头组的像散场曲曲线示意图；图为波长587.6nm的光线入射于图5A所揭露的成像镜头组的畸变曲线不意图；图6A为本发明的成像镜头组的第六实施例结构示意图；图6B为波长486.lnm、587.6nm与656.3nm的光线入射于图6A所揭露的成像镜头
组的纵向球差曲线示意图；图6C为波长587.6nm的光线入射于图6A所揭露的成像镜头组的像散场曲曲线不意图；图6D为波长587.6nm的光线入射于图6A所揭露的成像镜头组的畸变曲线不意图；图7A为本发明的成像镜头组的第七实施例结构示意图；图7B为波长486.lnm、587.6nm与656.3nm的光线入射于图7A所揭露的成像镜头
组的纵向球差曲线示意图；图7C为波长587.6nm的光线入射于图7A所揭露的成像镜头组的像散场曲曲线示意图；图7D为波长587.6nm的光线入射于图7A所揭露的成像镜头组的畸变曲线不意图8A为本发明的成像镜头组的第八实施例结构示意图；图8B为波长486.lnm、587.6nm与656.3nm的光线入射于图8A所揭露的成像镜头
组的纵向球差曲线示意图；图8C为波长587.6nm的光线入射于图8A所揭露的成像镜头组的像散场曲曲线示意图；图8D为波长587.6nm的光线入射于图8A所揭露的成像镜头组的畸变曲线不意图。其中，附图标记I，2，3，4，5，6，7，8 成像镜头组100，200，300，400，500，600，700，800 光圈110,210,310,410,510,610,710,810 第一透镜111,211,311,411,511,611,711,811 第一透镜物侧面112,212,312,412,512,612,712,812 第一透镜像侧面120，220，320，420，520，620，720,820 第二透镜121,221,321,421,521,621,721,821 第二透镜物侧面122，222，322，422，522，622，722,822 第二透镜像侧面130，230，330，430，530，630，730,830 第三透镜131,231,331,431,531,631,731,831 第三透镜物侧面132，232，332，432，532，632，732,832 第三透镜像侧面140，240，340，440，540，640，740,840 红外线滤除滤光片150，250，350,450, 550,650, 750,850 成像面160, 260, 360,460, 560,660, 760,860 影像感测元件
具体实施例方式下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述:根据本发明所揭露的成像镜头组，先以图1A作一举例说明，成像镜头组I由光轴的物侧至像侧(如图1A由左至右)依序包括有一光圈100、一第一透镜110、一第二透镜120、一第三透镜130、一红外线滤光片140及一配置于一成像面150上的影像感测元件160。第一透镜110包括一第一透镜物侧面111及一第一透镜像侧面112。第一透镜110具有正屈折力，提供成像镜头组I所需的部分屈折力，且缩短光学总长度。再者，第一透镜物侧面111为一凸面，更加强第一透镜110的正屈折力，使成像镜头组I的总长度变得更短。第二透镜120包括一第二透镜物侧面121及一第二透镜像侧面122。第二透镜120具有负屈折力，有效修正成像镜头组I的像差。第二透镜物侧面121与第二透镜像侧面122均为凹面，有效修正成像镜头组I的佩兹伐和数(Petzval Sum)，减少成像镜头组I的场曲(Field Curvature),使周边像面变得更平。第三透镜130包括一第三透镜物侧面131及一第三透镜像侧面132。第三透镜130具有负屈折力，使成像镜头组I的主点(Principal Point)远离成像面150,有利于缩短成像镜头组I的光学总长度，以维持成像镜头组I的小型化。第三透镜物侧面131为凸面且第三透镜像侧面132为凹面，有利于修正成像镜头组I的高阶像差，以提升成像镜头组I的成像品质。此外，第三透镜像侧面132具有至少一反曲点，以有效地压制离轴视场的光线入射于成像面150上的角度，并且可进一步修正离轴视场的像差。根据本发明所揭露的成像镜头组I可满足以下条件式:(条件式I):0.6 < T12/T23 < 2.55(条件式2):-0.8 < R3/R4 < O(条件式3):-1.05 < f/f2 < -0.1(条件式4):0 < I f/f31 < 0.55其中，T12为第一透镜110与第二透镜120之间于光轴上的镜间距，T23为第二透镜120与第三透镜130之间于光轴上的镜间距离，R3为第二透镜物侧面121的曲率半径，R4为第二透镜像侧面122的曲率半径，f为成像镜头组I的焦距，f2为第二透镜120的焦距，f3为第三透镜130的焦距。当成像镜头组I满足上述(条件式I)时，第二透镜120的空间配置更适当，进而有效修正成像镜头组I的像差，同时保持良好的光学总长度。此外，当成像镜头组I满足上述(条件式I)时，也更有利于每一透镜之间的组立。其中，符合上述(条件式I)的较佳范围可为0.7 < T12/T23 < 1.8。当成像镜头组I满足上述(条件式2)时，第二透镜物侧面121与第二透镜像侧面122均具有合适的曲率半径，更可有效修正佩兹伐和数。其中，符合上述(条件式2)的较佳范围可为-0.25 < R3/R4 < 0.0。当成像镜头组I满足上述(条件式3)时，更可有效修正成像镜头组I的像差。当成像镜头组I满足上述(条件式4)时，第三透镜130的屈折力较合适，可针对成像镜头组I的需求，修正像差或更进一步缩短成像镜头组I的光学总长度。其中，符合上述(条件式4)的较佳范围可为O < |f/f3| <0.45。此外，成像镜头组I也可满足下列条件式:(条件式5):0.85 < f/fi < 2.55(条件式6):-2.0 < (R1+R2) / (R1-R2) < -0.5(条件式7):0.2 < R6/f < 0.8(条件式8):29 < V1-V2 < 50(条件式9):TTL/ImgH < 2.0(条件式10) =N2 > 1.60(条件式11):V2 < 25其中，为第一透镜110的焦距,R1为第一透镜物侧面111的曲率半径，R2为第一透镜像侧面112的曲率半径，R6为第三透镜像侧面132的曲率半径，V1为第一透镜110的色散系数，V2为第二透镜120的色散系数，TTL为第一透镜物侧面111至成像面170之间于光轴上的距离，ImgH为成像镜头组I的最大像高，于此实施例中为影像感测元件172的有效感测区域对角线的一半，N2为第二透镜120的折射率。当成像镜头组I满足(条件式5)时，第一透镜110的屈折力大小配置较为平衡，以有效控制成像镜头组I的光学总长度，维持薄型化的目标，且可同时避免各种像差的过度增大，进而提升成像品质。其中，符合上述(条件式5)的较佳范围可为1.00 < f/f, < 1.47。当成像镜头组I满足(条件式6)时，有助于修正成像镜头组I的球差。当成像镜头组I满足(条件式7)时，可使成像镜头组I的主点更远离成像面150，是有利于缩短成像镜头组I的光学总长度。当成像镜头组I满足(条件式8)时，可有利于成像镜头组I中色差的修正。当成像镜头组I满足(条件式9)时，有利于维持成像镜头组I的小型化设计。当成像镜头组I满足(条件式10)时，第二透镜120可有效修正成像镜头组I的像差。当成像镜头组I满足(条件式11)时，第二透镜120可有效修正成像镜头组I所产生的色差，提高成像镜头组I的解像力。 其中，成像镜头组I中第一透镜110、第二透镜120与第三透镜130的材质可为塑胶，以有效降低生产成本。此外，第二透镜120与第三透镜130的透镜表面至少一表面为非球面，非球面可以容易制作成球面以外的形状，获得较多的控制变数，用以消减像差，且可以有效降低成像镜头组I的光学总长度。此外，在成像镜头组I中，若透镜表面是为凸面，则表示透镜表面于近轴处为凸面；若透镜表面系为凹面，则表示透镜表面于近轴处为凹面。再者，应使用需求可在成像镜头组I中设置至少一光阑，如耀光光阑(GlareStop)、视场光阑(Field Stop)等光阑，以排除杂散光并提高成像品质或限制其被摄物的成像大小。且光阑可选择的设置在各透镜110、120、130之间，或是设置在第一透镜物侧面111之前，或是设置在第三透镜像侧面132之后。另外，也可采用成像镜头组I来建构一三维(3D)光学系统的镜头组配置。根据本发明所揭露的成像镜头组，将以下述各实施例进一步描述具体方案。其中，各实施例中参数的定义如下:Fno为成像镜头组的光圈值，HFOV为成像镜头组中最大视角的一半。此外，各实施例中所描述的非球面可利用但不限于下列非球面方程式(条件式ASP)表示:X(Y)=(Y2/R)/(l+sqrt( 1-(I +k) * (Y/R)2))+ Σ ⑷ * (Γ)其中，X为非球面上距离光轴为Y的点，Y为非球面曲线上的点距光轴的距离，R为曲率半径，k为锥面系数，Ai为第i阶非球面系数，在各实施例中i可为但不限于4、6、8、10、
12、14、16。<第一实施例>请参照图1A所示，为成像镜头组的第一实施例结构示意图。成像镜头组I由物侧至像侧(也即沿着图1A的左侧至右侧)依序包括有一光圈100、一第一透镜110、一第二透镜120、一第三透镜130、一红外线红外线滤光片140及一设置于一成像面150上的影像感测元件160。在本实施例中，第一透镜110为塑胶材质且具有正屈折力，第一透镜物侧面111为非球面的凸面，第一透镜像侧面112为非球面的凹面。第二透镜120为塑胶材质且具有负屈折力，第二透镜物侧面121与第二透镜像侧面122均为非球面的凹面。第三透镜130为塑胶材质且具有负屈折力，第三透镜物侧面131为非球面的凸面，第三透镜像侧面132为非球面的凹面。第三透镜像侧面132具有至少一反曲点。关于成像镜头组I的详细数据如下列表1-1所示:表 1-权利要求
1.一种成像镜头组，其特征在于，沿着一光轴的物侧至像侧依序包括: 一具有正屈折力的第一透镜，该第一透镜的物侧面为凸面； 一具有负屈折力的第二透镜，该第二透镜的物侧面与像侧面均为凹面，该第二透镜的物侧面与像侧面至少其中的一面为非球面；以及 一具有负屈折力的第三透镜，该第三透镜的物侧面为凸面，该第三透镜的像侧面为凹面，该第三透镜的物侧面及像侧面至少其中的一面为非球面，该第三透镜的像侧面具有至少一反曲点； 其中，该第一透镜与该第二透镜之间于该光轴上具有一镜间距T12该第二透镜与该第三透镜之间于该光轴上具有一镜间距T23，且满足以下条件式:0.6 < T12/T23〈 2.55。
2.根据权利要求1所述的成像镜头组，其特征在于，该第一透镜具有一焦距，该成像镜头组具有一焦距f，且满足下列条件式:0.85 < f/fi < 1.65。
3.根据权利要求2所述的成像镜头组，其特征在于，该第二透镜的物侧面曲率半径为R3，该第二透镜的像侧面曲率半径为R4，且满足下列条件式: _0.8〈 R3/R4 <0。
4.根据权利要求3所述的成像镜头组，其特征在于，该第一透镜的物侧面曲率半径为R1，该第一透镜的像侧面曲率半径为R2，且满足下列条件式:~2.0〈 (R1+R2) / (R1-R2)〈 ~0.5。
5.根据权利要求3所述的成像镜头组，其特征在于，该第一透镜与该第二透镜之间于该光轴上具有一镜间距T12,该第二透镜与该第三透镜之间于该光轴上具有一镜间距T23,且满足以下条件式:0.7 < Τ12/Τ23 < 1.8ο
6.根据权利要求3所述的成像镜头组，其特征在于，该第三透镜的像侧面曲率半径为R6，该成像镜头组具有一焦距f，且满足下列条件式:0.2 < R6/f < 0.8。
7.根据权利要求3所述的成像镜头组，其特征在于，该成像镜头组具有一焦距f，该第二透镜具有一焦距f2，且更满足下列条件式:-1.05 < f/f2 < -0.1。
8.根据权利要求3所述的成像镜头组，其特征在于，该第一透镜的物侧面与像侧面、该第二透镜的物侧面与像侧面以及该第三透镜的物侧面与像侧面均为非球面，该第一透镜、该第二透镜与该第三透镜的材质均为塑胶。
9.根据权利要求2所述的成像镜头组，其特征在于，该第一透镜具有一色散系数V1,该第二透镜具有一色散系数V2，且满足以下条件式:29 < V1-V2 < 50。
10.根据权利要求2所述的成像镜头组，其特征在于，该第一透镜具有一焦距，该成像镜头组具有一焦距f，且满足下列条件式:1.00 < f/fi < 1.47。
11.根据权利要求2所述的成像镜头组，其特征在于，该第一透镜的物侧面至一成像面于该光轴上具有一距离TTL，该成像镜头组的最大像高为ImgH，且满足下列条件式:TTL/ImgH < 2.0。
12.—种成像镜头组，其特征在于，沿着一光轴的物侧至像侧依序包括:一具有正屈折力的第一透镜，该第一透镜的物侧面为凸面； 一具有负屈折力的第二透镜，该第二透镜的物侧面与像侧面均为非球面的凹面；以及 一第三透镜，该第三透镜的物侧面为非球面的凸面，该第三透镜的像侧面为非球面的凹面； 其中，该第一透镜与该第二透镜之间于该光轴上具有一镜间距T12,该第二透镜与该第三透镜之间于该光轴上具有一镜间距T23，该第二透镜的物侧面曲率半径为R3，该第二透镜的像侧面曲率半径为R4，该成像镜头组具有一焦距f，该第二透镜具有一焦距f2，该第三透镜具有一焦距f3，且满足以下条件式: .0.6 < T12/T23 < 2.55 ；—0.8〈 R3/R4〈 O ；-1.05 < f/f2 < -0.1 ;以及O< f/f3 < 0.55。
13.根据权利要求12所述的成像镜头组，其特征在于，该第二透镜与该第三透镜的材质均为塑胶，该第三透镜的像侧面具有至少一反曲点。
14.根据权利要求13所述的成像镜头组，其特征在于，该成像镜头组具有一焦距f，该第一透镜具有一焦距，且满足下列条件式:.1.00 < f/fi < 1.47。
15.根据权利要求13所述的成像镜头组，其特征在于，该成像镜头组具有一焦距f，该第三透镜具有一焦距f3 ，且满足下列条件式:0< f/f3 < 0.45。
16.根据权利要求14所述的成像镜头组，其特征在于，该第一透镜与该第二透镜之间于该光轴上具有一镜间距T12,该第二透镜与该第三透镜之间于该光轴上具有一镜间距T23,且满足以下条件式:0.7 < Τ12/Τ23 < 1.8ο
17.根据权利要求15所述的成像镜头组，其特征在于，该第二透镜的物侧面曲率半径为R3，该第二透镜的像侧面曲率半径为R4，且满足下列条件式:.0.25〈 R3/R4 < 0.0。
18.根据权利要求15所述的成像镜头组，其特征在于，该第一透镜的像侧面为凸面。
19.根据权利要求13所述的成像镜头组，其特征在于，该第一透镜具有一色散系数V1,该第二透镜具有一色散系数V2，且满足以下条件式:29 < V1-V2 < 50。
20.根据权利要求13所述的成像镜头组，其特征在于，该第二透镜具有一折射率N2，该第二透镜具有一色散系数V2,且满足以下条件式=N2 > 1.60 ；以及V2 < 25。
21.根据权利要求13所述的成像镜头组，其特征在于，该第一透镜的物侧面至一成像面于该光轴上具有一距离TTL，该成像镜头组的最大像高为ImgH，且满足下列条件式:TTL/ImgH < 2.0。
全文摘要
一种成像镜头组，沿着光轴的物侧至像侧依序包括有一具有正屈折力的第一透镜、一具有负屈折力的第二透镜及一具有负屈折力的第三透镜。其中，第一透镜的物侧面为凸面。第二透镜的物侧面与像侧面均为凹面，第二透镜的物侧面与像侧面至少其中的一面为非球面。第三透镜的物侧面为凸面，第三透镜的像侧面为凹面，第三透镜的物侧面及像侧面至少其中的一面为非球面，第三透镜的像侧面具有至少一反曲点。通过设计上述所有透镜与调整第一透镜、第二透镜与第三透镜之间的镜间距，可使成像镜头组的空间配置更适当、有效修正佩兹伐和数及获得良好的成像品质。
文档编号G02B13/18GK103163626SQ201210038959
公开日2013年6月19日 申请日期2012年2月21日 优先权日2011年12月19日
发明者蔡宗翰, 周明达 申请人:大立光电股份有限公司