專利名稱：微型變焦鏡頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微型變焦鏡頭，尤其涉及一種能應(yīng)用于數(shù)字?jǐn)z影機(DV)、數(shù)字相機(DSC)等便攜式圖像提取裝置內(nèi)的微型變焦鏡頭。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代視頻技術(shù)的進步，諸如投影機、數(shù)字?jǐn)z影機及數(shù)字相機等圖像裝置已被廣泛地使用。這些圖像裝置中的核心元件之一為微型變焦鏡頭，通過微型變焦鏡頭的焦距改變可使各種放大倍率不同的圖像能清晰地成像。因此，微型變焦鏡頭的光學(xué)品質(zhì)與圖像成像的品質(zhì)息息相關(guān)。其中，公知的變焦鏡頭常使用CXD或CMOS來作為可達到3倍變焦的圖像感測器，例如已公開或核準(zhǔn)的專利案US7106522、US7324288、US7339749、EP2015123、 US2009/0034067、US2009/0034092等等。上述的專利案都使用三群的透鏡群組，其包括一具有負屈光能力的第一透鏡群組、一具有正屈光能力的第二透鏡群組及一具有正屈光能力的第三透鏡群組，且該第一透鏡群組、該第二透鏡群組及該第三透鏡群組分別從變焦鏡頭的物體側(cè)至成像側(cè)依序排列。然而，上述的專利案有些是三群透鏡群組都需移動的設(shè)計，因此上述公知變焦鏡頭的整體成本較高。另外由于第一透鏡群組為補償群，所以此種變焦鏡頭在機構(gòu)制作上較為困難。另外，有些已公開或核準(zhǔn)的專利案(例如EP17^980、EP1959285, US7145730、 US7436449、US2009/0052052)所揭示的光學(xué)系統(tǒng)都有使用到一直角棱鏡，其主要用于將原本的光路方向旋轉(zhuǎn)90度(也即將光軸路徑改變90度)，然而上述這些專利案通常使用過多的鏡片數(shù)(大于8片鏡片)且為三群透鏡群組都需移動的設(shè)計，因此上述公知變焦鏡頭的整體成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題，在于提供一種微型變焦鏡頭，其具有降低成本、容易制作及組裝簡易的特性，且同時能達到緊致體積的要求。為了解決上述技術(shù)問題，根據(jù)本發(fā)明的其中一種方案，提供一種微型變焦鏡頭，其包括一具有負屈光能力的第一透鏡群組、一具有正屈光能力的第二透鏡群組及一具有正屈光能力的第三透鏡群組。其中，上述具有負屈光能力的第一透鏡群組固定于一特定位置上。上述具有正屈光能力的第二透鏡群組可隨著該微型變焦鏡頭的放大倍率的變動而沿著該微型變焦鏡頭的光軸移動。上述具有正屈光能力的第三透鏡群組可沿著該微型變焦鏡頭的光軸移動，以保持該微型變焦鏡頭所產(chǎn)生的成像面準(zhǔn)確投射在一圖像記錄器上。此外，該第一透鏡群組、該第二透鏡群組及該第三透鏡群組沿著該光軸并從該微型變焦鏡頭的物體側(cè)至成像側(cè)依序排列，且該第一透鏡群組及該第二透鏡群組的焦距須符合下列兩組條件
F2條件(1)1-2< ^r^r <:1·5;以及
V^ . τ
4Fl條件O) :1.1 幺——<1.25；
Fl其中，F(xiàn)l為該第一透鏡群組的焦距，F(xiàn)2為該第二透鏡群組的焦距，F(xiàn)ff為廣角狀態(tài)時光學(xué)系統(tǒng)的焦距，且Ft為望遠狀態(tài)時光學(xué)系統(tǒng)的焦距。因此，本發(fā)明的有益效果在于1、本發(fā)明的微型變焦鏡頭只使用三群的透鏡群組，且本發(fā)明的微型變焦鏡頭具有內(nèi)部對焦的結(jié)構(gòu)。換言之，本發(fā)明的微型變焦鏡頭在變倍的過程中，該第一透鏡群組為靜止?fàn)顟B(tài)，而只移動該第二透鏡群組及該第三透鏡群組，以使得本發(fā)明可達到降低成本、容易制作及組裝簡易的特性。2、本發(fā)明的微型變焦鏡頭的光闌可隨著不同的圖像提取應(yīng)用時改變其Fm。例如 當(dāng)拍攝動態(tài)圖像而需要較大的進光量時，可選用較小的Fto ；當(dāng)拍攝靜態(tài)圖像而需要較高的解析度時，可選用較大的Fto。3、在本發(fā)明的微型變焦鏡頭中，該第一透鏡群組最少可使用3片鏡片，該第二透鏡群組最少可使用3片鏡片，該第三透鏡群組最少可使用1片鏡片，因此該第一透鏡群組、 該第二透鏡群組及該第三透鏡群組加總起來所使用到的總鏡片數(shù)最少可為7片，以使得本發(fā)明可達到降低成本、容易制作及組裝簡易的特性。為使能更進一步了解本發(fā)明的特征及技術(shù)內(nèi)容，請參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細說明與附圖，然而附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本發(fā)明加以限制。


圖IA至圖IC分別顯示本發(fā)明第一實施例的微型變焦鏡頭的各透鏡群組在廣角、 標(biāo)準(zhǔn)位置及望遠三種型態(tài)下的透鏡配置示意圖；圖ID至圖IF分別表示第一實施例處于廣角型態(tài)時、標(biāo)準(zhǔn)位置型態(tài)時及望遠型態(tài)時的像散與場曲圖；圖2A至圖2C分別顯示本發(fā)明第二實施例的微型變焦鏡頭的各透鏡群組在廣角、 標(biāo)準(zhǔn)位置及望遠三種型態(tài)下的透鏡配置示意圖；圖2D至圖2F分別表示第二實施例處于廣角型態(tài)時、標(biāo)準(zhǔn)位置型態(tài)時及望遠型態(tài)時的像散與場曲圖；圖3A至圖3C分別顯示本發(fā)明第三實施例的微型變焦鏡頭的各透鏡群組在廣角、 標(biāo)準(zhǔn)位置及望遠三種型態(tài)下的透鏡配置示意圖；以及圖3D至圖3F分別表示第三實施例處于廣角型態(tài)時、標(biāo)準(zhǔn)位置型態(tài)時及望遠型態(tài)時的像散與場曲圖。上述附圖中的附圖標(biāo)記說明如下第一透鏡群組Gl第一鏡片Lll直角棱鏡L12第三鏡片L13第二透鏡群組G2第一鏡片L21
第二鏡片L22第三鏡片L23第四鏡片L24第三透鏡群組G3第一鏡片L31光學(xué)表面Sl至S17軸向距離Dl至D17光闌A圖像記錄器I光軸Z
具體實施例方式請參閱圖IA至圖IC所示，其分別顯示本發(fā)明第一實施例的微型變焦鏡頭的各透鏡群組在廣角端(Wide)(圖1A)、標(biāo)準(zhǔn)位置(Normal)(圖1B)及望遠端(Tele)(圖1C)三種型態(tài)下的透鏡配置示意圖，其中圖IA中的Dl至D15表示各光學(xué)表面之間的軸向距離，圖 IB中的Sl至S15為各鏡片的光學(xué)表面編號。本發(fā)明第一實施例的微型變焦鏡頭可由7片透鏡所組成。由圖IA至圖IC中所揭示的各鏡片組合配置關(guān)系可知，本發(fā)明第一實施例的微型變焦鏡頭包括有一第一透鏡群組Gl、一第二透鏡群組G2及一第三透鏡群組G3，其中該第一透鏡群組Gl具有負屈光能力， 且該第二透鏡群組G2及該第三透鏡群組G3都具有正屈光能力。利用該第一透鏡群組G1、 該第二透鏡群組G2及該第三透鏡群組G3彼此之間的間隔變化(也即通過改變上述透鏡群組間沿著光軸Z方向的間距)，即可改變此微型變焦鏡頭的焦距。在本發(fā)明的第一實施例中，該第一透鏡群組Gl包括有一第一鏡片Ln、一直角棱鏡 L12及一第二鏡片L13。該第二透鏡群組G2包括有一第一鏡片L21、一第二鏡片L22及一第三鏡片L23。該第三透鏡群組G3為單一的第一鏡片L31。此外，位于該第二透鏡群組G2的第一鏡片L21前方為一可隨著該第二透鏡群組G2來移動的光闌A(也即該光闌A設(shè)置于該第一透鏡群組Gl及第二透鏡群組G2之間，且可隨著該第二透鏡群組G2來移動)，且該光闌A的大小可隨著使用的需要而進行調(diào)整。換言之，上述具有負屈光能力的第一透鏡群組Gl固定于一特定位置上。上述具有正屈光能力的第二透鏡群組G2可隨著該微型變焦鏡頭的放大倍率的變動而沿著該微型變焦鏡頭的光軸Z移動。上述具有負屈光能力的第三透鏡群組G3可沿著該微型變焦鏡頭的光軸Z移動，以保持該微型變焦鏡頭所產(chǎn)生的成像面準(zhǔn)確投射在一圖像記錄器I上。此外， 該第一透鏡群組Gl、該第二透鏡群組G2及該第三透鏡群組G3沿著該光軸Z并從該微型變焦鏡頭的物體側(cè)至成像側(cè)依序排列。舉例來說，本發(fā)明為達成具有尺寸緊致及維持圖像的品質(zhì)，該第一透鏡群組Gl及該第二透鏡群組G2的焦距須符合下列兩組條件 條件
權(quán)利要求
1.一種微型變焦鏡頭，其特征在于，包括一具有負屈光能力的第一透鏡群組，其固定于一特定位置上； 一具有正屈光能力的第二透鏡群組，其隨著該微型變焦鏡頭的放大倍率的變動而沿著該微型變焦鏡頭的光軸移動；以及一具有正屈光能力的第三透鏡群組，其沿著該微型變焦鏡頭的光軸移動，以保持該微型變焦鏡頭所產(chǎn)生的成像面準(zhǔn)確投射在一圖像記錄器上；其中，該第一透鏡群組、該第二透鏡群組及該第三透鏡群組沿著該光軸并從該微型變焦鏡頭的物體側(cè)至成像側(cè)依序排列，且該第一透鏡群組及該第二透鏡群組的焦距須符合下列兩組條件
2.如權(quán)利要求1所述的微型變焦鏡頭，其特征在于，更進一步包括一直徑大小可進行調(diào)整的光闌，且該光闌沿著該光軸且設(shè)置于該第一透鏡群組及第二透鏡群組之間。
3.如權(quán)利要求1所述的微型變焦鏡頭，其特征在于，該第一透鏡群組包括一第一鏡片、一設(shè)置于該第一鏡片的一側(cè)邊且用于將該光軸的路徑改變90度的直角棱鏡及一設(shè)置于該直角棱鏡的一側(cè)邊且具有正屈光能力的第二鏡片，且該第一透鏡群組的第一鏡片及第二鏡片的焦距須符合下列的條件
4.如權(quán)利要求3所述的微型變焦鏡頭，其特征在于，該第一透鏡群組為一前固定群組， 該第一透鏡群組的第一鏡片為一彎月形透鏡，且該第一透鏡群組的第二鏡片為一雙凸透鏡。
5.如權(quán)利要求3所述的微型變焦鏡頭，其特征在于，該第一透鏡群組的第一鏡片及第二鏡片都由折射率大于1. 8的玻璃材料所制成。
6.如權(quán)利要求1所述的微型變焦鏡頭，其特征在于，該第二透鏡群組包括一第一鏡片、一設(shè)置于該第一鏡片的一側(cè)邊的第二鏡片及一設(shè)置于該第二鏡片的一側(cè)邊的第三鏡片，該第二透鏡群組的第一鏡片、第二鏡片及第三鏡片沿著該光軸并從該微型變焦鏡頭的物體側(cè)至成像側(cè)依序排列，且該第二透鏡群組的第二鏡片與第三鏡片的焦距須符合下列的條件
7.如權(quán)利要求6所述的微型變焦鏡頭，其特征在于，該第二透鏡群組為一變倍群組，該第二透鏡群組的第一鏡片為一單片式凸透鏡，且該第二透鏡群組的第二鏡片及第三鏡片為兩個彼此分離一特定距離且分別用于控制場曲與軸向色差的彎月形鏡片。
8.如權(quán)利要求6所述的微型變焦鏡頭，其特征在于，該第二透鏡群組的第一鏡片的焦距與該第二透鏡群組的焦距比值為1.85<^-<1.2； Fl其中I721為該第二透鏡群組的第一鏡片的焦距，F(xiàn)2為該第二透鏡群組的焦距。
9.如權(quán)利要求6所述的微型變焦鏡頭，其特征在于，該第二透鏡群組的第三鏡片由折射率介于1. 8至30之間的玻璃材料所制成。
10.如權(quán)利要求1所述的微型變焦鏡頭，其特征在于，該第二透鏡群組的焦距為該微型變焦鏡頭的系統(tǒng)總長的0. 3至0. 35。
全文摘要
一種微型變焦鏡頭，其第一、二、三透鏡群組沿著光軸從物體側(cè)至成像側(cè)依序排列，各透鏡群組的屈光能力為負、正、正。第一透鏡群組固定于一特定位置上；第二透鏡群組根據(jù)圖像放大倍率的改變而沿著光軸移動；第三透鏡群組沿著光軸移動，以保持成像面固定在圖像記錄器上。微型變焦鏡頭在變倍的過程中，第一透鏡群組為靜止?fàn)顟B(tài)，而只移動第二透鏡群組及第三透鏡群組，且三群透鏡群組加總起來所使用到的總鏡片數(shù)最少可為7片，以使得本發(fā)明可達到降低成本、容易制作及組裝簡易的特性。
文檔編號G02B3/02GK102455492SQ20101051312
公開日2012年5月16日 申請日期2010年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月15日
發(fā)明者林世穆, 林昭弘, 鄭昇芳 申請人:廣圓光電股份有限公司