專利名稱：光學(xué)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)變焦鏡頭，特別是涉及一種高廣角度、高變焦倍率、體積小且成像品質(zhì)佳的光學(xué)變焦鏡頭。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有習(xí)知的影像擷取裝置，例如數(shù)字相機(jī)或數(shù)字?jǐn)z影機(jī)，多是藉由結(jié)合鏡頭模塊和影像感測(cè)器來(lái)使待攝物的影像成像，主要是利用鏡頭模塊讓來(lái)自待攝物的光束產(chǎn)生折射，使待攝物的影像聚集在影像感測(cè)器上，經(jīng)由影像感測(cè)器將類比的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字電子信號(hào)，其后再進(jìn)行后續(xù)的影像處理、儲(chǔ)存及傳輸。影像擷取裝置的鏡頭模塊通常是由多個(gè)透鏡(Lens)或棱鏡(Prism)所組成，為了減少鏡片的成本及整體的重量，以提高市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，通常在光學(xué)設(shè)計(jì)上會(huì)盡可能地利用塑膠透鏡來(lái)取代玻璃透鏡。然而，由于塑膠材料本身存在容易吸收水氣及光吸收率高的缺點(diǎn)，在使用塑膠透鏡降低成本的同時(shí)，可能無(wú)法兼顧鏡頭模塊的輕薄化及高倍率的成像品質(zhì)。有鑒于此，如何創(chuàng)設(shè)一種新的光學(xué)變焦鏡頭，在降低制造成本的前提下，同時(shí)實(shí)現(xiàn)光學(xué)變焦鏡頭輕薄化、提高廣角度及高變焦倍率的成像品質(zhì)的目的
發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供一種光學(xué)變焦鏡頭，在降低制造成本的前提下，同時(shí)實(shí)現(xiàn)輕薄化、高廣角度及高變焦倍率的成像品質(zhì)的光學(xué)變焦鏡頭。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題是采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種光學(xué)變焦鏡頭，自物側(cè)至像側(cè)依序包含一具有負(fù)屈光度的第一透鏡群、一具有正屈光度的第二透鏡群，及一具有正屈光度的第三透鏡群，該光學(xué)變焦鏡頭滿足以下條件DGl/fw > 0. 72、DG2/fw < 0. 72及TTL/fw < 7. 0，其中，fw是該光學(xué)變焦鏡頭在廣角端的焦距，DGl是該第一透鏡群的厚度，DG2是該第二透鏡群的厚度，且TTL是自該第一透鏡群的物側(cè)至一成像面的距離。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。前述的光學(xué)變焦鏡頭，其中所述的光學(xué)變焦鏡頭還滿足以下條件Wide Fno
<2. 8，其中，Wide Fno是該光學(xué)變焦鏡頭在廣角端的光圈系數(shù)。前述的光學(xué)變焦鏡頭，其中所述的光學(xué)變焦鏡頭還滿足以下條件Tele Fno
<7. 0，其中，Tele Fno是該光學(xué)變焦鏡頭在望遠(yuǎn)端的光圈系數(shù)。前述的光學(xué)變焦鏡頭，其中所述的光學(xué)變焦鏡頭更包含多個(gè)塑膠透鏡，且該第一透鏡群、該第二透鏡群及該第三透鏡群各包含至少一非球面透鏡。前述的光學(xué)變焦鏡頭，其中所述的第一透鏡群包含一第一透鏡及一第二透鏡，該第一透鏡具有負(fù)屈光度，該第二透鏡具有正屈光度。前述的光學(xué)變焦鏡頭，其中所述的第一透鏡是一球面透鏡，該第二透鏡是一非球面透鏡。前述的光學(xué)變焦鏡頭，其中所述的第一透鏡是一硝材透鏡，該第二透鏡是一塑膠透鏡。前述的光學(xué)變焦鏡頭，其中所述的第二透鏡具有折射率nd2及阿貝數(shù)vd2，且滿足以下條件nd2 > I. 6及vd2 < 50。前述的光學(xué)變焦鏡頭，其中所述的第二透鏡群包含一第三透鏡、一第四透鏡及一第五透鏡，該第三透鏡具有正屈光度，該第四透鏡具有正屈光度，該第五透鏡具有負(fù)屈光度。 前述的光學(xué)變焦鏡頭，其中所述的第三透鏡是一非球面透鏡，該第四透鏡是一球面透鏡，且該第五透鏡是一球面透鏡。前述的光學(xué)變焦鏡頭，其中所述的第三透鏡、該第四透鏡及該第五透鏡是一硝材透鏡，且該第四透鏡及該第五透鏡膠合成一膠合透鏡。前述的光學(xué)變焦鏡頭，其中所述的第三透鏡群包含具有正屈光度的一第六透鏡。前述的光學(xué)變焦鏡頭，其中所述的第六透鏡是一非球面透鏡。前述的光學(xué)變焦鏡頭，其中所述的第六透鏡是一塑膠透鏡。前述的光學(xué)變焦鏡頭，其中所述的第六透鏡具有折射率nd6及阿貝數(shù)vd6，且滿足以下條件nd6 < I. 6及vd6 > 50。前述的光學(xué)變焦鏡頭，其中所述的光學(xué)變焦鏡頭更包含一光闌及一濾光片，該光闌設(shè)置于該第一透鏡群及該第二透鏡群之間，該濾光片設(shè)置于該第三透鏡群及該光學(xué)變焦鏡頭的該成像面之間。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明光學(xué)變焦鏡頭至少具有下列優(yōu)點(diǎn)及有益效果本發(fā)明的光學(xué)變焦鏡頭，能在降低成本、輕薄化的條件下，產(chǎn)生出比現(xiàn)有習(xí)知的光學(xué)變焦鏡頭更優(yōu)質(zhì)的影像品質(zhì)。上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說(shuō)明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說(shuō)明如下。


圖IA與圖IB分別顯示本發(fā)明較佳實(shí)施例的光學(xué)變焦鏡頭在廣角端及望遠(yuǎn)端的各透鏡的位置。圖2A(a、b、c)與圖2B(a、b、c)分別顯示本發(fā)明一實(shí)施例的光學(xué)變焦鏡頭在廣角端與望遠(yuǎn)端的藍(lán)光、綠光及紅光的場(chǎng)曲特性曲線圖。圖3A(a、b、c)與圖3B(a、b、c)分別顯示本發(fā)明一實(shí)施例的光學(xué)變焦鏡頭在廣角端與望遠(yuǎn)端的藍(lán)光、綠光及紅光的畸變特性曲線圖。圖4A與圖4B分別顯示本發(fā)明一實(shí)施例的光學(xué)變焦鏡頭分別在廣角端與望遠(yuǎn)端的長(zhǎng)波長(zhǎng)與短波長(zhǎng)相對(duì)于參考波長(zhǎng)的橫向色差特性曲線圖。圖5A與圖5B分別顯示本發(fā)明一實(shí)施例的光學(xué)變焦鏡頭分別在廣角端與望遠(yuǎn)端的調(diào)變轉(zhuǎn)換函數(shù)特性曲線圖。
具體實(shí)施例方式為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的光學(xué)變焦鏡頭其具體實(shí)施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如后。圖IA與圖IB分別顯示本發(fā)明較佳實(shí)施例的光學(xué)變焦鏡頭在廣角端(Wide)及望遠(yuǎn)端(Tele)的各透鏡的位置。為顯現(xiàn)本實(shí)施例的特征，僅顯示與本實(shí)施例有關(guān)的結(jié)構(gòu)，其余結(jié)構(gòu)均予以省略。本實(shí)施 例所例示的光學(xué)變焦鏡頭，可應(yīng)用于具有攝像功能的一裝置上，如數(shù)字相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z影機(jī)或照相手機(jī)。如圖IA及圖IB所示，在本實(shí)施例，光學(xué)變焦鏡頭ZL主要包含三透鏡群，自物側(cè)(object side)至像側(cè)(image-forming side)依序?yàn)榈谝煌哥R群G1、第二透鏡群G2及第三透鏡群G3。其中，第一透鏡群Gl具有負(fù)屈光度，第二透鏡群G2具有正屈光度，第三透鏡群G3具有正屈光度。為實(shí)現(xiàn)輕薄化、提高廣角度及高變焦倍率的成像品質(zhì)的需求，光學(xué)變焦鏡頭ZL滿足以下條件(l)DGl/fw > 0. 72(2) DG2/fw < 0. 72 及(3) TTL/fw <7.0其中，fw是光學(xué)變焦鏡頭ZL于廣角端的焦距，DGl是第一透鏡群Gl自物側(cè)至像側(cè)的厚度，DG2是第二透鏡群G2自物側(cè)至像側(cè)的厚度，而TTL是自第一透鏡群Gl的物側(cè)至成像面的距離。在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，DGl = 3. 62、DG2 = 3. 5、fw = 4. 99，且在此前提下，望遠(yuǎn)端的焦距為24.01。再者，在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，光學(xué)變焦鏡頭ZL還滿足以下條件(4) Wide Fno < 2. 8其中，Wide Fno是光學(xué)變焦鏡頭ZL在廣角端的光圈系數(shù)。此外，在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，光學(xué)變焦鏡頭ZL亦滿足以下條件(5) Tele Fno < 7. 0其中，Tele Fno是光學(xué)變焦鏡頭ZL于望遠(yuǎn)端的光圈系數(shù)。再如圖IA及圖IB所示，光學(xué)變焦鏡頭ZL更包含光軸0A、孔徑光闌AS、濾光片F(xiàn)及成像面I?？讖焦怅@AS設(shè)置于第一透鏡群Gl及第二透鏡群G2之間，用以限制通過(guò)第一透鏡群Gl的光束進(jìn)入第二透鏡群G2的光通量，并讓通過(guò)孔徑光闌AS后的光束更加對(duì)稱，其中孔徑光闌AS的孔徑大小可為定值；濾光片F(xiàn)設(shè)置于第三透鏡群G3及成像面I之間，用以在光束在成像面I成像之前，濾除不可見(jiàn)光，其中濾光片F(xiàn)可以是一紅外濾光片。此外，成像面I上可采用具有光電轉(zhuǎn)換功能的影像擷取單元，以接收穿過(guò)濾光片F(xiàn)的光束，且在成像面I與濾光片F(xiàn)之間更可增加平板玻璃C，以作為影像擷取單元的保護(hù)玻璃(Cover Glass)。具體而言，當(dāng)光學(xué)變焦鏡頭ZL在由廣角端及望遠(yuǎn)端之間作變焦動(dòng)作時(shí)，光學(xué)變焦鏡頭ZL中的第一透鏡群Gl、第二透鏡群G2及第三群透鏡G3會(huì)沿著光軸OA彼此相對(duì)移動(dòng)，以調(diào)整光學(xué)變焦鏡頭ZL的焦距，進(jìn)而改變倍率并修正像差。同時(shí)參考圖IA及圖1B，光學(xué)變焦鏡頭ZL中至少包含二塑膠透鏡，且第一透鏡群G1、第二透鏡群G2及第三群透鏡G3中各包含至少一非球面透鏡。其中塑膠透鏡可以是樹(shù)脂或高分子聚合物等材料所制成，特別是由包含聚碳酸脂(polycarbonate)、環(huán)烯烴共聚物(例如APEL)，以及聚酯樹(shù)脂(例如0KP4或0KP4HT)，的材料所制程；而非球面透鏡則具有至少一非球面表面，且該非球面表面可滿足下列數(shù)學(xué)式
CY2Z = —~.— + A4Y4 + A6Y 6 +A,YS+A]0r° + A2Yi2L 」⑷ \ + + \)C2Y2其中Z為在光軸OA方向的坐標(biāo)值且以光傳輸方向?yàn)檎较?，A4> A6> A8> A10及A12為非球面系數(shù)，K為二次曲面常數(shù)，C = 1/R, R為曲率半徑，Y為正交于光軸方向的坐標(biāo)值且以上方為正方向，且每一非球面透鏡的兩非球面數(shù)學(xué)式的各項(xiàng)參數(shù)或系數(shù)的值可分別設(shè)定，以決定該非球面透鏡的焦距，并符合該些條件關(guān)是式。實(shí)作上，第一透鏡群Gl自物側(cè)至像側(cè)包含第一透鏡LI及第二透鏡L2，第一透鏡LI具有負(fù)屈光度，第二透鏡L2具有正屈光度；第二透鏡群G2自物側(cè)至像側(cè)包含第三透鏡L3、第四透鏡L4及第五透鏡L5，第三透鏡L3具有正屈光度，第四透鏡L4具有正屈光度，第五透鏡L5具有負(fù)屈光度；而第三群透鏡G3包含具有正屈光度的第六透鏡L6。需特別注意的是，第一透鏡LI、第四透鏡L4及第五透鏡L5均是兩表面為球面的硝材透鏡。除此之外，第二透鏡L2是兩面均為非球面的一塑膠透鏡，第三透鏡L3是兩面均為非球面的一硝材透鏡，第六透鏡L6是兩面均為非球面的一塑膠透鏡，而第四透鏡L4及第五透鏡L5則膠合成一膠合透鏡，但不用以限定本發(fā)明。其中硝材透鏡是可以是以光學(xué)玻璃材料所制成，而球面的硝材透鏡可以是經(jīng)由研磨拋光而成、非球面的硝材透鏡可以是經(jīng)由玻璃模造制程(Glass Molding Process, GMP)而來(lái)，且塑膠透鏡可以是以塑膠射出成型。具體而言，在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，第二透鏡L2還滿足以下條件(7) nd2 > I. 6 且 vd2 < 50其中，nd2是第二透鏡L2的折射率，vd2是第二透鏡L2的阿貝數(shù)(色散系數(shù))。此外，在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，第六透鏡L6還滿足以下條件(8)nd6 < I. 6 且 vd6 > 50其中，nd6是第六透鏡L6的折射率，vd6是第六透鏡L6的阿貝數(shù)。表一列出根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例的光學(xué)變焦鏡頭的詳細(xì)數(shù)據(jù)，包含各透鏡表面代號(hào)的曲率半徑、厚度、折射率、阿貝數(shù)等。其中鏡片的表面代號(hào)是從物側(cè)至像側(cè)依序編排，例如「SI」代表第一透鏡LI面向物側(cè)的表面，「S2J代表第一透鏡LI面向像側(cè)的表面，「S3J代表第二透鏡L2面向物側(cè)的表面，之后以此類推，且濾光片F(xiàn)的物側(cè)及像側(cè)表面分別是「S13」及「S14」，而平板玻璃C的物側(cè)及像側(cè)表面分別是「S15」及「S16」。表一
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)變焦鏡頭，其特征在于 自物側(cè)至像側(cè)依序包含一具有負(fù)屈光度的第一透鏡群、一具有正屈光度的第二透鏡群，及一具有正屈光度的第三透鏡群，該光學(xué)變焦鏡頭滿足以下條件DGl/fw > 0. 72、DG2/fw < 0. 72及TTL/fw < 7. 0，其中，fw是該光學(xué)變焦鏡頭在廣角端的焦距，DGl是該第一透鏡群的厚度，DG2是該第二透鏡群的厚度，且TTL是自該第一透鏡群的物側(cè)至一成像面的距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光學(xué)變焦鏡頭，其特征在于其中所述的光學(xué)變焦鏡頭更包含一孔徑大小為定值的孔徑光闌。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光學(xué)變焦鏡頭，其特征在于其中所述的光學(xué)變焦鏡頭還滿足以下條件Wide Fno < 2. 8，其中，Wide Fno是該光學(xué)變焦鏡頭在廣角端的光圈系數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光學(xué)變焦鏡頭，其特征在于其中所述的光學(xué)變焦鏡頭還滿足以下條件=Tele Fno < 7. 0，其中，Tele Fno是該光學(xué)變焦鏡頭在望遠(yuǎn)端的光圈系數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光學(xué)變焦鏡頭，其特征在于其中所述的光學(xué)變焦鏡頭更包含多個(gè)塑膠透鏡，且該第一透鏡群、該第二透鏡群及該第三透鏡群各包含至少一非球面透鏡。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光學(xué)變焦鏡頭，其特征在于其中所述的第一透鏡群包含一第一透鏡及一第二透鏡，該第一透鏡具有負(fù)屈光度，該第二透鏡具有正屈光度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光學(xué)變焦鏡頭，其特征在于其中所述的第一透鏡是一球面透鏡，該第二透鏡是一非球面透鏡。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光學(xué)變焦鏡頭，其特征在于其中所述的第一透鏡是一硝材透鏡，該第二透鏡是一塑膠透鏡。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或8所述的光學(xué)變焦鏡頭，其特征在于其中所述的第二透鏡具有折射率nd2及阿貝數(shù)vd2，且滿足以下條件nd2 > I. 6及vd2 < 50。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光學(xué)變焦鏡頭，其特征在于其中所述的第二透鏡群包含一第三透鏡、一第四透鏡及一第五透鏡，該第三透鏡具有正屈光度，該第四透鏡具有正屈光度，該第五透鏡具有負(fù)屈光度。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的光學(xué)變焦鏡頭，其特征在于其中所述的第三透鏡是一非球面透鏡，該第四透鏡是一球面透鏡，且該第五透鏡是一球面透鏡。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的光學(xué)變焦鏡頭，其特征在于其中所述的第三透鏡、該第四透鏡及該第五透鏡是一硝材透鏡，且該第四透鏡及該第五透鏡膠合成一膠合透鏡。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光學(xué)變焦鏡頭，其特征在于其中所述的第三透鏡群包含具有正屈光度的一第六透鏡。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的光學(xué)變焦鏡頭，其特征在于其中所述的第六透鏡是一非球面透鏡。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的光學(xué)變焦鏡頭，其特征在于其中所述的第六透鏡是一塑膠透鏡。
16.根據(jù)權(quán)利要求13或15所述的光學(xué)變焦鏡頭，其特征在于其中所述的第六透鏡具有折射率nd6及阿貝數(shù)vd6,且滿足以下條件nd6 < I. 6及vd6 > 50。
17.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光學(xué)變焦鏡頭，其特征在于其中所述的光學(xué)變焦鏡頭更包含一光闌及一濾光片，該光闌設(shè)置于該第一透鏡群及該第二透鏡群之間，該濾光片設(shè)置于該第三透鏡群及該光學(xué)變焦鏡頭的該成像面 之間。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種光學(xué)變焦鏡頭，自物側(cè)至像側(cè)主要包含一具有負(fù)屈光度的一第一透鏡群、一具有正屈光度的一第二透鏡群，及一具有正屈光度的一第三透鏡群。該光學(xué)變焦鏡頭滿足以下條件DG1/fw＞0.72、DG2/fw＜0.72及TTL/fw＜7.0，其中，fw是該光學(xué)變焦鏡頭在廣角端的焦距，DG1是該第一透鏡群的厚度，DG2是該第二透鏡群的厚度，且TTL是自該第一透鏡群的物側(cè)至一成像面的距離。
文檔編號(hào)G02B1/00GK102736230SQ20111009741
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2011年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月13日
發(fā)明者許哲源, 黃懷毅 申請(qǐng)人:佳能企業(yè)股份有限公司