專利名稱：變焦鏡頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種變焦鏡頭，特別是涉及ー輕薄化、成本低、高放大倍率且成像品質(zhì)佳的種變焦鏡頭。
背景技術(shù)：
影像擷取裝置，例如數(shù)字相機(jī)或數(shù)字?jǐn)z影機(jī)，通常藉由鏡頭模塊和影像感測器擷取待攝物的影像，其中鏡頭模塊使來自待攝物的光束產(chǎn)生折射并聚集在影像感測器上，接著影像感測器將類比的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字電子信號(hào)，以便進(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，通常是由三到六個(gè)透鏡群(lens group)所組成，且通常透鏡群數(shù)愈少，鏡頭模塊的成本愈低、尺寸愈小。然而，低透鏡群數(shù)的鏡頭模塊，可能無法 兼顧到高放大倍率的要求。有鑒于此，有需要提出ー種新的變焦鏡頭，可同時(shí)滿足低成本、輕薄化、高放大倍率，及高成像品質(zhì)的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提出ー種變焦鏡頭，在降低制造成本的前提下，同時(shí)實(shí)現(xiàn)輕薄化、高放大倍率、高成像品質(zhì)的變焦鏡頭。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種變焦鏡頭，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，包含多個(gè)透鏡，其中最靠近像側(cè)的透鏡的折射率為NDi，最靠近物側(cè)的透鏡的折射率為NDo，且NDi與NDo滿足NDi_NDo > 0 ;以及一具有正屈光度的第三透鏡群。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)ー步實(shí)現(xiàn)。前述的變焦鏡頭，其中所述的第一透鏡群的一物側(cè)表面具有負(fù)屈光度。前述的變焦鏡頭，其中所述的第二透鏡群的多個(gè)透鏡中，最靠近物側(cè)的透鏡的阿貝數(shù)為VDo，最靠近像側(cè)的透鏡的阿貝數(shù)為VDi，且VDo與VDi滿足VDo_VDi > 29。前述的變焦鏡頭，其中所述的變焦鏡頭滿足4. 0 < ft/fw < 7. 0，其中，fw是該變焦鏡頭在廣角端的焦距，而ft是該變焦鏡頭在望遠(yuǎn)端的焦距。前述的變焦鏡頭，其中所述的變焦鏡頭還滿足1.0 < |fGl/fG2|，其中，fGl是該第一透鏡群的焦距，fG2是該第二透鏡群的焦距。前述的變焦鏡頭，其中該第一透鏡群、該第二透鏡群、該第三透鏡群各包含至少ー非球面透鏡或ー自由曲面透鏡。前述的變焦鏡頭，其中該第一透鏡群、該第二透鏡群、該第三透鏡群各包含至少ー塑膠透鏡。前述的變焦鏡頭，其中所述的第一透鏡群自物側(cè)至像側(cè)依序包含一具有負(fù)屈光度的第一透鏡以及一具有正屈光度的第二透鏡。
前述的變焦鏡頭，其中所述的第一透鏡群的該第二透鏡是一非球面透鏡或一自由曲面透鏡。前述的變焦鏡頭，其中所述的第一透鏡群的該第一透鏡是一玻璃透鏡，該第二透鏡是一塑膠透鏡。前述的變焦鏡頭，其中所述的第二透鏡群自物側(cè)至像側(cè)依序包含一具有正屈光度的第一透鏡，以及一具有負(fù)屈光度的第二透鏡。前述的變焦鏡頭，其中所述的第二透鏡群的該第一透鏡與該第二透鏡是一非球面透鏡或一自由曲面透鏡。前述的變焦鏡頭，其中所述的第二透鏡群的該第一透鏡與該第二透鏡之間更包含一具有正屈光度的第三透鏡。 前述的變焦鏡頭，其中所述的第二透鏡群的該第一透鏡及該第三透鏡是一玻璃透鏡，該第二透鏡是一塑膠透鏡。前述的變焦鏡頭，其中所述的第二透鏡群的該第一透鏡是一模造的玻璃透鏡。前述的變焦鏡頭，其中所述的第三透鏡群包含一具有正屈光度的第一透鏡。前述的變焦鏡頭，其中所述的第三透鏡群的該第一透鏡是一非球面透鏡或一自由曲面透鏡。前述的變焦鏡頭，其中所述的第三透鏡群的該第一透鏡是一塑膠透鏡。前述的變焦鏡頭，其還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變焦鏡頭的一成像面之間。前述的變焦鏡頭，其中所述的變焦鏡頭藉由該第一透鏡群及該第二透鏡群于一光軸上移動(dòng)，以決定一放大倍率。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)明變焦鏡頭至少具有下列優(yōu)點(diǎn)及有益效果本發(fā)明的變焦鏡頭，能在降低成本、輕薄化的條件下，產(chǎn)生比習(xí)知變焦鏡頭更高的放大倍率與更優(yōu)質(zhì)的影像品質(zhì)。上述說明僅是本發(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)說明如下。


圖I顯示本發(fā)明第一實(shí)施例的變焦鏡頭ZL在望遠(yuǎn)端及廣角端時(shí)各透鏡的位置。圖2A(a，b，c)至圖2B(a，b，c)分別顯示第一實(shí)施例的變焦鏡頭，以波長587nm光束測試于廣角端與望遠(yuǎn)端的球面像差曲線、場曲曲線、畸變曲線。圖3顯示本發(fā)明第二與第三實(shí)施例的變焦鏡頭ZL在望遠(yuǎn)端及廣角端時(shí)各透鏡的位置。圖4A(a，b，c)至圖4B(a，b，c)分別顯示第二實(shí)施例的變焦鏡頭，以波長587nm光束測試于廣角端與望遠(yuǎn)端的球面像差曲線、場曲曲線、畸變曲線。圖5A(a，b，c)至圖5B(a，b，c)分別顯示第三實(shí)施例的變焦鏡頭，以波長587nm光束測試于廣角端與望遠(yuǎn)端的球面像差曲線、場曲曲線、畸變曲線。
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)說明如后。為達(dá)到輕薄化、成本低、高放大倍率、高成像品質(zhì)的要求，本發(fā)明實(shí)施例提供ー種變焦鏡頭，其自物側(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ニ透鏡群，以及一具有正屈光度的第三透鏡群。每個(gè)透鏡群各包含至少ー個(gè)透鏡，且該第一透鏡群及該第二透鏡群于一光軸上相對(duì)移動(dòng)，以決定該變焦鏡頭的ー放大倍率。此外，該第二透鏡群包含多個(gè)透鏡，其中最靠近像側(cè)的透鏡的折射率為NDi，最靠近物側(cè)的透鏡的折射率為NDo，且NDi與NDo滿足以下條件NDi_NDo > O。
此外，較佳地，該第一透鏡群包含多個(gè)透鏡，且最靠近物側(cè)的透鏡，其于靠近物側(cè)的表面具有負(fù)屈光度。此外，較佳地，該第二透鏡群的多個(gè)透鏡中，最靠近物側(cè)的透鏡的阿貝數(shù)(Abbenumber)為VDo，最靠近像側(cè)的透鏡的阿貝數(shù)為VDi，且VDo與VDi滿足以下條件VDo-VDi> 29。此外，該放大倍率具有一最大值ft/fw，其中f t為該變焦鏡頭于望遠(yuǎn)端的焦距，fw為該變焦鏡頭于廣角端的焦距fw，且ft/fw滿足下列條件4. 0 < ft/fw <7.0 ;較佳地，該變焦鏡頭更滿足5. 0 < ft/fw < 7. O0此外，較佳地，該變焦鏡頭還滿足1. 0 < |fGl/fG2|，其中，fGl為該第一透鏡群的焦距，fG2為該第二透鏡群的焦距。此外，當(dāng)變焦鏡頭需要改變其整體焦距，各透鏡群會(huì)沿著光軸移動(dòng)，以調(diào)整放大倍率、改變整體焦距。具體而言，當(dāng)變焦鏡頭由廣角端至望遠(yuǎn)端改變倍率時(shí)，第一透鏡群及第ニ透鏡群均朝物側(cè)方向移動(dòng)，其中第一透鏡群是先朝像側(cè)偏移、再朝物側(cè)方向移動(dòng)，而第二透鏡群則是等速地朝物側(cè)方向移動(dòng)。此外，第三透鏡也會(huì)沿者光軸微幅移動(dòng)，以補(bǔ)償焦距偏移(shift)。此外，每個(gè)透鏡群各包含至少ー非球面透鏡或ー自由曲面透鏡，其材質(zhì)可以是塑膠或玻璃；其中，塑膠材質(zhì)可包含，但不限制于，聚碳酸脂(polycarbonate)、環(huán)烯烴共聚物，例如是APEL，以及聚酯樹脂，例如0KP4或0KP4HT等。具體而言，玻璃透鏡是以光學(xué)級(jí)的玻璃為材料，利用研磨拋光或玻璃模造エ藝(glass molding process, GMP)制成,而塑膠透鏡可以是利用聚合物射出成型制成。此外，每ー自由曲面透鏡具有至少ー連續(xù)光滑曲面，而每ー非球面透鏡具有至少ー非球面表面，且該非球面表面滿足下列數(shù)學(xué)式z = I ち—-+ AJ4+A6Y6+ AY8 + A10Y10 + AuYu
\ + Jl-(K + l)C2Y2其中Z為在光軸OA方向的坐標(biāo)值，以光傳輸方向?yàn)檎较颍珹4、A6、A8、A1(i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，以上方為正方向。此外，每ー非球面透鏡的非球面數(shù)學(xué)式的各項(xiàng)參數(shù)或系數(shù)的值可分別設(shè)定，以決定各非球面透鏡的焦距。本發(fā)明實(shí)施例的變焦鏡頭，可應(yīng)用于具有影像投影或擷取功能的一裝置上，例如，數(shù)字相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z影機(jī)、手機(jī)，或投影機(jī)。
以下以三個(gè)實(shí)施例說明本發(fā)明的變焦鏡頭。圖I顯示本發(fā)明第一實(shí)施例的變焦鏡頭ZL在望遠(yuǎn)端(tele)及廣角端(wide)時(shí)各透鏡的位置。在本實(shí)施例中，變焦鏡頭ZL主要包含，自物側(cè)至像側(cè)，具有負(fù)屈光度的第一透鏡群G1、具有正屈光度的第二透鏡群G2、具有正屈光度的第三透鏡群G3。此三個(gè)透鏡群沿著光軸OA設(shè)置，且于像側(cè)具有成像面I。此外，變焦鏡頭ZL可包含光闌S及濾光片F(xiàn)。光闌S設(shè)置于第一透鏡群Gl及第二透鏡群G2之間，用以限制通過第一透鏡群Gl的光束進(jìn)入第二透鏡群G2的光通量；濾光片F(xiàn)設(shè)置于第三透鏡群G3及成像面I之間，用以濾除光束中的不可見光，其中濾光片F(xiàn)可以是一紅外線濾光片。此外，成像面I上可以設(shè)置一具有光電轉(zhuǎn)換功能的影像擷取單元，以接收穿透過濾光片F(xiàn)的光束。在本實(shí)施例，依序自物側(cè)至像側(cè)，第一透鏡群Gl包含具有負(fù)屈光度的第一透鏡L11、具有正屈光度的第二透鏡L12 ;第二透鏡群G2包含具有正屈光度的第一透鏡L21、具有正屈光度的第三透鏡L23、具有負(fù)屈光度的第二透鏡L22 ;第三透鏡群G3包含具有正屈光度的第一透鏡L31。本發(fā)明的變焦鏡頭ZL不限定于上述結(jié)構(gòu)。 另外，第一透鏡群Gl的第二透鏡L12、第二透鏡群G2的第一透鏡L21與第二透鏡L22，以及第三透鏡群G3的第一透鏡L31，可采用兩表面均為非球面的非球面透鏡或兩表面均為自由曲面的自由曲面透鏡，或一表面為非球面另一表面為自由曲面的透鏡，其余透鏡可采用兩面均為球面的玻璃透鏡或塑膠透鏡。在本實(shí)施例，第二透鏡L12、第二透鏡L22、第一透鏡L31為塑膠透鏡，而其余透鏡均為玻璃透鏡，且實(shí)作上，第一透鏡L21是以模造工藝所成型的玻璃透鏡。表一列出根據(jù)第一實(shí)施例變焦鏡頭的詳細(xì)資料，其包含各透鏡的曲率半徑、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Lll朝物側(cè)的表面，「S2」代表第一透鏡Lll朝像側(cè)的表面、「S3J代表第二透鏡L12朝物側(cè)的表面、「S」代表光闌表面等等。表一
權(quán)利要求
1.一種變焦鏡頭，其特征在于其自物側(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，包含多個(gè)透鏡，其中最靠近像側(cè)的透鏡的折射率為NDi，最靠近物側(cè)的透鏡的折射率為NDo，且NDi與NDo滿足NDi_NDo > O ;以及一具有正屈光度的第三透鏡群。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變焦鏡頭，其特征在于所述第一透鏡群的一物側(cè)表面具有負(fù)屈光度。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變焦鏡頭，其特征在于所述第二透鏡群的多個(gè)透鏡中，最靠近物側(cè)的透鏡的阿貝數(shù)為VDo，最靠近像側(cè)的透鏡的阿貝數(shù)為VDi，且VDo與VDi滿足VDo-VDi > 29。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變焦鏡頭，其特征在于所述變焦鏡頭滿足4.O < ft/fw< 7. 0，其中，fw是所述變焦鏡頭在廣角端的焦距，而ft是所述變焦鏡頭在望遠(yuǎn)端的焦距。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變焦鏡頭，其特征在于所述變焦鏡頭還滿足1.0< IfGl/fG2|，其中，fGl是所述第一透鏡群的焦距，fG2是所述第二透鏡群的焦距。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變焦鏡頭，其特征在于所述第一透鏡群、所述第二透鏡群、所述第三透鏡群各包含至少一非球面透鏡或一自由曲面透鏡。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變焦鏡頭，其特征在于所述第一透鏡群、所述第二透鏡群、所述第三透鏡群各包含至少一塑膠透鏡。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變焦鏡頭，其特征在于所述第一透鏡群自物側(cè)至像側(cè)依序包含一具有負(fù)屈光度的第一透鏡以及一具有正屈光度的第二透鏡。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的變焦鏡頭，其特征在于所述第二透鏡是一非球面透鏡或一自由曲面透鏡。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的變焦鏡頭，其特征在于所述第一透鏡是一玻璃透鏡，所述第二透鏡是一塑膠透鏡。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變焦鏡頭，其特征在于所述第二透鏡群自物側(cè)至像側(cè)依序包含一具有正屈光度的第一透鏡，以及一具有負(fù)屈光度的第二透鏡。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的變焦鏡頭，其特征在于所述第一透鏡與所述第二透鏡是一非球面透鏡或一自由曲面透鏡。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的變焦鏡頭，其特征在于所述第一透鏡與所述第二透鏡之間更包含一具有正屈光度的第三透鏡。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的變焦鏡頭，其特征在于所述第一透鏡及所述第三透鏡是一玻璃透鏡，所述第二透鏡是一塑膠透鏡。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的變焦鏡頭，其特征在于所述第一透鏡是一模造的玻璃透鏡。
16.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變焦鏡頭，其特征在于所述第三透鏡群包含一具有正屈光度的第一透鏡。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的變焦鏡頭，其特征在于所述第一透鏡是一非球面透鏡或一自由曲面透鏡。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的變焦鏡頭，其特征在于所述第一透鏡是一塑膠透鏡。
19.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變焦鏡頭，其特征在于其還包含一光闌及一濾光片，所述光闌設(shè)置于所述第一透鏡群及所述第二透鏡群之間，所述濾光片設(shè)置于所述第三透鏡群及所述變焦鏡頭的一成像面之間。
20.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變焦鏡頭，其特征在于所述變焦鏡頭藉由所述第一透鏡群及所述第二透鏡群于一光軸上移動(dòng)，以決定一放大倍率。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種變焦鏡頭，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，以及一具有正屈光度的第三透鏡群。該第二透鏡群包含多個(gè)透鏡，其中最靠近像側(cè)的透鏡的折射率為NDi，最靠近物側(cè)的透鏡的折射率為NDo，且NDi與NDo滿足NDi-NDo＞0.1。
文檔編號(hào)G02B15/177GK102819101SQ20111015961
公開日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2011年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月8日
發(fā)明者周祥禾 申請(qǐng)人:佳能企業(yè)股份有限公司