專利名稱：變焦鏡頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)技術(shù)，尤其涉及一種用于成像裝置的變焦鏡頭。
背景技術(shù)：
近年來，網(wǎng)絡(luò)攝像機廣泛應(yīng)用于軍事防御、警力巡邏及居家安全等方面，網(wǎng)路攝像 機的高性能已逐漸提升，隨著網(wǎng)絡(luò)攝像機數(shù)字化及小型化的發(fā)展趨勢，網(wǎng)絡(luò)攝像機所使用 的變焦鏡頭也需向小型化方向發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種小型化的變焦鏡頭。一種變焦鏡頭，其從物側(cè)到像側(cè)依次包括一個具有正光焦度的第一透鏡組、一個 具有負(fù)光焦度的第二透鏡組、一個具有正光焦度的第三透鏡組及一個具有正光焦度的第四 透鏡組。所述變焦鏡頭滿足以下條件12 < TTL/FW < 16及6 < F1/F < 8，其中，TTL為所 述變焦鏡頭的整體長度，F(xiàn)W為所述變焦鏡頭在廣角端狀態(tài)的焦距，F(xiàn)為所述變焦鏡頭整體 的焦距，F(xiàn)1為所述第一透鏡組的焦距。條件式12 < T/FW < 16及6 < F1/F < 8可以使整個變焦鏡頭實現(xiàn)小型化。


圖1為本發(fā)明提供的變焦鏡頭在廣角端的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明提供的變焦鏡頭在中間端的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明提供的變焦鏡頭在望遠(yuǎn)端的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為第一實施方式的變焦鏡頭在廣角端的場曲特性曲線圖。圖5為第一實施方式的變焦鏡頭在廣角端的畸變特性曲線圖。圖6為第一實施方式的變焦鏡頭在廣角端的球差特性曲線圖。圖7為第一實施方式的變焦鏡頭在中間端的場曲特性曲線圖。圖8為第一實施方式的變焦鏡頭在中間端的畸變特性曲線圖。圖9為第一實施方式的變焦鏡頭在中間端的球差特性曲線圖。圖10為第一實施方式的變焦鏡頭在望遠(yuǎn)端的場曲特性曲線圖。圖11為第一實施方式的變焦鏡頭在望遠(yuǎn)端的畸變特性曲線圖。圖12為第一實施方式的變焦鏡頭在望遠(yuǎn)端的球差特性曲線圖。圖13為第二實施方式的變焦鏡頭在廣角端的場曲特性曲線圖。圖14為第二實施方式的變焦鏡頭在廣角端的畸變特性曲線圖。圖15為第二實施方式的變焦鏡頭在廣角端的球差特性曲線圖。圖16為第二實施方式的變焦鏡頭在中間端的場曲特性曲線圖。圖17為第二實施方式的變焦鏡頭在中間端的畸變特性曲線圖。圖18為第二實施方式的變焦鏡頭在中間端的球差特性曲線圖。
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圖19為第二實施方式的變焦鏡頭在望遠(yuǎn)端的場曲特性曲線圖。圖20為第二實施方式的變焦鏡頭在望遠(yuǎn)端的畸變特性曲線圖。圖21為第二實施方式的變焦鏡頭在望遠(yuǎn)端的球差特性曲線圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方式作進一步的詳細(xì)說明。請一并參閱圖1、圖2及圖3，其為本發(fā)明實施方式所提供的變焦鏡頭100。所述變 焦鏡頭100從物側(cè)到像側(cè)依次包括一個具有正光焦度的第一透鏡組10、一個具有負(fù)光焦 度的第二透鏡組20、一個具有正光焦度的第三透鏡組30及一個具有正光焦度的第四透鏡 組40。變焦鏡頭100還包括一個減光片50、一個光闌60、一個紅外截止濾光片70、一個玻 璃片80及一個成像面90。減光片50位于第二透鏡組20與第三透鏡組30之間，用于光亮 度過高時的場合，以減少入光量。光闌60位于減光片50與第三透鏡組30之間。紅外截止 濾光片70位于第三透鏡組30與第四透鏡組40之間，玻璃片80設(shè)于紅外截止濾光片70與 成像面90之間，用于防止成像面90受到灰塵的污染。第一透鏡組10從物側(cè)至像側(cè)依次包括一個具有負(fù)光焦度的第一透鏡11、一個具 有正光焦度的第二透鏡12及一個具有正光焦度的第三透鏡13。其中，第一透鏡11與第二 透鏡12粘合在一起，構(gòu)成一膠合透鏡，以改善光線經(jīng)過變焦鏡頭100產(chǎn)生的色差，第一透鏡 11、第二透鏡12及第三透鏡13均為球面透鏡。第二透鏡組20從物側(cè)至像側(cè)依次包括一個具有負(fù)光焦度的第四透鏡21、一個具 有負(fù)光焦度的第五透鏡22、一個具有正光焦度的第六透鏡23及一個具有正光焦度的第七 透鏡24。其中，第七透鏡24與第六透鏡23粘合在一起，構(gòu)成一膠合透鏡，以改善光線經(jīng)過 變焦鏡頭100產(chǎn)生的色差，第四透鏡21、第五透鏡22、第六透鏡23及第七透鏡24均為球面 透鏡。第三透鏡組30從物側(cè)到像側(cè)依次包括一個具有正光焦度的第八透鏡31、一個具 有正光焦度的第九透鏡32及一個具有負(fù)光焦度的第十透鏡33。其中，第十透鏡33與第九 透鏡32粘合在一起，構(gòu)成一膠合透鏡，以改善光線經(jīng)過變焦鏡頭100產(chǎn)生的色差，第八透鏡 31的物側(cè)表面及第八透鏡31的像側(cè)表面為非球面，其他透鏡均為球面透鏡。第四透鏡組40從物側(cè)到像側(cè)依次包括一個具有正光焦度的第i^一透鏡41、一個 具有負(fù)光焦度的第十二透鏡42及一個具有正光焦度的第十三透鏡43。其中，第十二透鏡 42與第十一透鏡41粘合在一起，構(gòu)成一膠合透鏡，以改善光線經(jīng)過變焦鏡頭100產(chǎn)生的色 差，第十一透鏡41的物側(cè)表面及第十一透鏡41的像側(cè)表面為非球面，其他透鏡均為球面透
fe o當(dāng)變焦鏡頭100用于成像時，來自被攝物的光線從物側(cè)方向入射所述變焦鏡頭 100并依次經(jīng)過第一透鏡組10、第二透鏡組20、第三透鏡組30及第四透鏡組40，最終匯聚 到像側(cè)，通過將(XD或CMOS等影像感測裝置設(shè)于成像面90處，即可獲取該被攝物的像。變 焦鏡頭100變焦時，通過第二透鏡組20及第四透鏡組40在光軸上的移動進行。為實現(xiàn)小型化的要求，變焦鏡頭100滿足以下條件式(1) 12 < TTL/FW < 16,
(2)6<F1/F<8。其中，TTL為所述變焦鏡頭100的整體長度，F(xiàn)W為所述變焦鏡頭100在廣角端狀態(tài) 的焦距，F(xiàn)為該變焦鏡頭100整體的焦距，F(xiàn)1為第一透鏡組10的焦距。條件式(1) 12 < TTL/FW < 16，保證變焦鏡頭100的整體長度較??；條件式(2)限 制第一透鏡組10為正光焦度透鏡，并確保第一透鏡組10的光焦度在變焦鏡頭100中的比 例，使變焦鏡頭100具有適當(dāng)?shù)暮蠼咕啵瑵M足該條件式(1)及條件式(2)可有效控制變焦鏡 頭100小型化。變焦鏡頭100還滿足以下條件(3)30 < (v2-vl) <60，其中，vl及v2為第一透鏡11與第二透鏡12的阿貝數(shù)， 滿足該條件式可以有效校正系統(tǒng)色差。(4)-3 < [ra+rb/ra-rb] < -1，其中，ra為第三透鏡13的物側(cè)面的曲率半徑，rb 為第三透鏡13的像側(cè)面的曲率半徑，此條件為控制遠(yuǎn)望端的球面像差所必須，若大于該條 件的上限，則會增加過多的正球面像差量，若小于該條件的下限，則會增加過多的負(fù)球面像差量。第八透鏡31及第十三透鏡43均為非球面透鏡，以透鏡表面中心為原點，光軸為x 軸，其表面均滿足非球面的面型表達(dá)式 其中j =、/FT^為從光軸X到透鏡表面的高度，k是二次曲面系數(shù)，Ai為第i階 的非球面面型系數(shù)。E A.h1表示對累加，i為自然數(shù)。以下結(jié)合附表進一步說明變焦鏡頭100。其中，F(xiàn) 所述變焦鏡頭100的系統(tǒng)焦距； FNO :F (光圈)數(shù)；2 (0 視場角。D5為所述第三透鏡13像側(cè)表面至第四透鏡21的物側(cè)表面 的軸上距離，D12為所述第七透鏡24的像側(cè)表面至減光片50的物側(cè)表面的軸上距離，D21 為所述紅外截止濾光片70的像側(cè)表面至第十一透鏡41的物側(cè)表面的軸上距離，D26為所 述第十三透鏡43像側(cè)面至玻璃片80物側(cè)面的軸上距離。實施方式一實施方式一的變焦鏡頭100的各光學(xué)組件滿足表1 表4所列的條件。表 1 表2表面曲率半徑(mm)厚度(mm)折射率阿貝數(shù)第一透鏡11物側(cè)表面51. 910. 91. 8523. 8第一透鏡11像側(cè)表面與第二透鏡12 物側(cè)表面(重合)24. 665. 641. 4970. 2第二透鏡12像側(cè)表面-191. 790. 1——一第三透鏡13物側(cè)表面23. 233. 471. 846. 6第三透鏡13像側(cè)表面82. 14D5 (可變)——一第四透鏡21物側(cè)表面53. 840. 61. 8840. 8第四透鏡21像側(cè)表面5. 893. 17----第五透鏡22物側(cè)表面-23. 370. 551. 7749. 6第五透鏡22像側(cè)表面23. 370. 1——一第六透鏡23物側(cè)表面11. 282. 41. 8523. 8第六透鏡23像側(cè)表面與第七透鏡24 物側(cè)表面(重合)-26.350. 61. 8342. 7第七透鏡24像側(cè)表面36. 93D12(可變)----減光片50物側(cè)表面無窮大0. 21. 5264.2減光片50像側(cè)表面無窮大0. 1——--光闌60表面無窮大0. 2--—第八透鏡31物側(cè)表面46. 881. 211. 5264. 1
6 表 4可變系數(shù)廣角端中間端望遠(yuǎn)端D50. 9015. 7420. 41D1221. 536. 682. 02D216. 041. 763. 09D268. 9313. 2111. 88在變焦鏡頭100中，其在廣角端、中間端及望遠(yuǎn)端的像差特性曲線分別如圖4到圖 12所示。所述變焦鏡頭100在廣角端時，圖4中的S(子午場曲值)和T(弧矢場曲值)均 控制在(-0. 05mm, 0. 05mm)范圍內(nèi)，圖5中的畸變率控制在(-5%，5% )范圍內(nèi)，圖6中的球 差控制在(-0.05mm，0.05mm)范圍內(nèi)；變焦鏡頭100在中間端時，圖7中的S (子午場曲值) 和T(弧矢場曲值)均控制在(-20 ii m，20 ii m)范圍內(nèi)，圖8中的畸變率控制在(-0.5%， 0.5% )范圍內(nèi)，圖9中的球差控制在(-0.01mm，0.01mm)范圍內(nèi)；變焦鏡頭100在望遠(yuǎn)端 時，圖10中的S(子午場曲值)和T(弧矢場曲值)均控制在(-0. 05mm,0. 05mm)范圍內(nèi)，圖 11中的畸變率控制在(_1%，1% )范圍內(nèi)，圖12中的球差控制在(-0.01mm，0.01mm)范圍 內(nèi)。由此可見，變焦鏡頭100在廣角端、中間端及望遠(yuǎn)端的場曲、畸變及球差均能被很好的 校正。實施方式二實施方式二的變焦鏡頭100的各光學(xué)組件滿足表5 表8所列的條件。表 5
參數(shù)廣角端中間端遠(yuǎn)望端F4.68mm16.67mm34.26mmFN01. 82. 43. 52 w67. 8 ？20.19 ？9. 7 ？表6 第四透鏡21物側(cè)表面53. 870. 601. 8840. 8第四透鏡21像側(cè)表面5. 883. 15--——第五透鏡22物側(cè)表面-22.690. 601. 7749. 6第五透鏡22像側(cè)表面24. 150. 10--——第六透鏡23物側(cè)表面11. 362. 381. 8523. 8第六透鏡23像側(cè)表面與第七透鏡24 物側(cè)表面(重合)-25. 530. 601. 8342. 7第七透鏡24像側(cè)表面36. 61D12(可變)--——減光片50物側(cè)表面無窮大0. 201. 5264. 2減光片50像側(cè)表面無窮大0. 10--——光闌60表面無窮大0. 20--——第八透鏡31物側(cè)表面46. 081. 221. 5264. 1第八透鏡31像側(cè)表面-21. 790. 10--——第九透鏡32物側(cè)表面7. 282. 941. 7552. 3第九透鏡32像側(cè)表面與第十透鏡33 物側(cè)表面(重合)-11. 870. 601. 842. 2第十透鏡33像側(cè)表面6. 502. 65--——紅外截止濾光片70物側(cè)表面無窮大0. 401. 5264. 2紅外截止濾光片70像側(cè)表面無窮大D21 (可變)--——第十一透鏡41物側(cè)表面10. 912. 241. 5961. 1第十一透鏡41像側(cè)表面與第十二透 鏡42物側(cè)表面(重合)-14. 230. 601. 7328. 5第十二透鏡42像側(cè)表面26. 310. 10--——第十三透鏡43物側(cè)表面18. 101. 701. 5264. 1第十三透鏡43像側(cè)表面-16.88D26(可變)--——玻璃片80物側(cè)表面無窮大0. 551. 5264. 2玻璃片80像側(cè)表面無窮大0. 13--——成像面90無窮大------表 7
wm表面非球面面型參數(shù)
10 表8 在變焦鏡頭100中，其在廣角端、中間端及望遠(yuǎn)端的像差特性曲線分別如圖13到 圖21所示。所述變焦鏡頭100在廣角端時，圖13中的S(子午場曲值)和T(弧矢場曲 值)均控制在(-20 ii m，20 ii m)范圍內(nèi)，圖14中的畸變率控制在(_5%，5% )范圍內(nèi)，圖15 中的球差控制在(-0. 05mm,0. 05mm)范圍內(nèi)；變焦鏡頭100在中間端時，圖16中的S(子午 場曲值)和T(弧矢場曲值)均控制在(-20 y m，20 y m)范圍內(nèi)，圖17中的畸變率控制在 (-0.2%,0.2% )范圍內(nèi)，圖18中的球差控制在(-0.01mm,0.01mm)范圍內(nèi)；變焦鏡頭100 在望遠(yuǎn)端時，圖19中的S(子午場曲值)和T(弧矢場曲值)均控制在(jOymJOiim)范 圍內(nèi)，圖20中的畸變率控制在(-0. 2%，0. 2% )范圍內(nèi)，圖21中的球差控制在(-0.01mm， 0.01mm)范圍內(nèi)；由此可見，變焦鏡頭100在廣角端、中間端及望遠(yuǎn)端的場曲、畸變及球差均 能被很好的校正。本發(fā)明的變焦鏡頭滿足條件式12 < TTL/FW < 16及6 < F1/F < 8，從而使該變 焦鏡頭能達(dá)到小型化的特點；另外，該變焦鏡頭還滿足條件式30 < (v2-vl) <60及-3 < [(ra+rb)/(ra rb) ] < _1，因此能夠有效校正系統(tǒng)色差及球差，從而具有較好的成像效果。 另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以在本發(fā)明精神內(nèi)做其它變化，當(dāng)然，這些依據(jù)本發(fā)明 精神所做的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種變焦鏡頭，其從物側(cè)到像側(cè)依次包括一個具有正光焦度的第一透鏡組、一個具有負(fù)光焦度的第二透鏡組、一個具有正光焦度的第三透鏡組及一個具有正光焦度的第四透鏡組，所述變焦鏡頭滿足以下條件12＜TTL/FW＜16及6＜F1/F＜8，其中，TTL為所述變焦鏡頭的整體長度，F(xiàn)W為所述變焦鏡頭在廣角端狀態(tài)的焦距，F(xiàn)為所述變焦鏡頭整體的焦距，F(xiàn)1為所述第一透鏡組的焦距。
2.如權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其特征在于所述第一透鏡組從物側(cè)到像側(cè)依次包 括一個具有負(fù)光焦度的第一透鏡、一個具有正光焦度的第二透鏡及一個具有正光焦度的第 三透鏡，所述第一透鏡、第二透鏡及第三透鏡均為球面透鏡。
3.如權(quán)利要求2所述的變焦鏡頭，其特征在于所述變焦鏡頭滿足以下條件30<(v2-vl) <60，其中，vl及v2分別為該第一透鏡與該第二透鏡的阿貝數(shù)。
4.如權(quán)利要求2所述的變焦鏡頭，其特征在于所述變焦鏡頭滿足以下條件_3<[(ra+rb)/(ra-rb)] <-1，其中，ra為該第三透鏡的物側(cè)面的曲率半徑，rb為該第三透 鏡的像側(cè)面的曲率半徑。
5.如權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其特征在于所述第二透鏡組從物側(cè)到像側(cè)依次包 括一個具有負(fù)光焦度的第四透鏡、一個具有負(fù)光焦度的第五透鏡、一個具有正光焦度的第 六透鏡及一個具有正光焦度的第七透鏡，所述第四透鏡、第五透鏡、第六透鏡及第七透鏡均 為球面透鏡。
6.如權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其特征在于所述第三透鏡組從物側(cè)到像側(cè)依次包 括一個具有正光焦度的第八透鏡、一個具有正光焦度的第九透鏡及一個具有負(fù)光焦度的第 十透鏡，所述第八透鏡至少有一個表面為非球面，其它透鏡均為球面透鏡。
7.如權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其特征在于所述第四透鏡組從物側(cè)到像側(cè)依次包 括一個具有正光焦度的第十一透鏡、一個具有負(fù)光焦度的第十二透鏡及一個具有正光焦度 的第十三透鏡，所述第十一透鏡至少有一個表面為非球面，其它透鏡均為球面透鏡。
8.如權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其特征在于，所述變焦鏡頭包括一個設(shè)置于第三透 鏡組與第四透鏡組之間的可拆卸的紅外截止濾光片。
9.如權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其特征在于，所述變焦鏡頭包括一個設(shè)置于所述第 二透鏡組與第三透鏡組之間的可拆卸的減光片。
10.如權(quán)利要求9所述的變焦鏡頭，其特征在于所述變焦鏡頭包括一個位于所述減光 片與所述第三透鏡組之間的光闌。
全文摘要
一種變焦鏡頭，其從物側(cè)到像側(cè)依次包括一個具有正光焦度的第一透鏡組、一個具有負(fù)光焦度的第二透鏡組、一個具有正光焦度的第三透鏡組及一個具有正光焦度的第四透鏡組。所述變焦鏡頭滿足以下條件12＜TTL/FW＜16及6＜F1/F＜8，其中，TTL為所述變焦鏡頭的整體長度，F(xiàn)W為所述變焦鏡頭在廣角端狀態(tài)的焦距，F(xiàn)1為所述第一透鏡組的焦距，F(xiàn)為所述變焦鏡頭整體的焦距。滿足上述兩個條件式的變焦鏡頭具有小型化的特點。
文檔編號G02B15/00GK101923206SQ20091030312
公開日2010年12月22日 申請日期2009年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月10日
發(fā)明者許德倫, 黃俊翔 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司;鴻海精密工業(yè)股份有限公司