變焦鏡頭的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明實施例揭露一種變焦鏡頭，該變焦鏡頭包含四透鏡群，該些透鏡群自物側(cè)至像側(cè)分別具有正、負、正及正屈光度。該些透鏡群共包含多個非球面透鏡及/或自由曲面透鏡，以及多個塑膠透鏡。該變焦鏡頭滿足下列關(guān)系式：DG/fw<3.5及TTL/fw<15.5，其中DG為該些透鏡群的厚度的總和，fw為該變焦鏡頭在廣角端的焦距，TTL是該變焦鏡頭在望遠端的鏡頭總長。
【專利說明】變焦鏡頭
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種變焦鏡頭，特別涉及一種輕薄、高倍率且成像品質(zhì)佳的變焦鏡頭?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]影像擷取裝置，包含但不限于數(shù)碼相機或數(shù)碼攝影機，通常藉由鏡頭模塊和影像感測器擷取待攝物的影像，其中鏡頭模塊藉由變焦與對焦動作，使來自待攝物的光束產(chǎn)生折射并聚集在影像感測器上，接著影像感測器將模擬的光信號轉(zhuǎn)換為數(shù)碼電子信號，以進行后續(xù)的影像處理、儲存及傳輸。
[0003]影像擷取裝置的鏡頭模塊，通常是由多個透鏡群所組成，且通常鏡頭模塊的發(fā)展趨勢是總透鏡數(shù)愈少，成本愈低、總尺寸愈小。然而，低透鏡數(shù)的鏡頭模塊可能無法兼顧到高倍率的要求，而高透鏡群數(shù)的鏡頭模塊，則可能無法兼顧輕薄化的要求。
[0004]有鑒于此，亟需提出一種新的變焦鏡頭，可同時降低成本，并滿足變焦鏡頭的輕薄化、高倍率，及高成像品質(zhì)的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的之一在于提出一種變焦鏡頭，以實現(xiàn)輕薄、高倍率及高成像品質(zhì)的要求。
[0006]根據(jù)上述目的，本發(fā)明實施例提供一種變焦鏡頭，該變焦鏡頭包含四透鏡群，該些透鏡群自物側(cè)至像側(cè)分別具有正、負、正及正屈光度。該些透鏡群共包含多個非球面透鏡及/或自由曲面透鏡，以及多個塑膠透鏡。該變焦鏡頭滿足下列關(guān)系式:DG/fw〈3.5及TTL/fw<15.5，其中DG為該些透鏡群的厚度的總和，fw為該變焦鏡頭在廣角端的焦距，TTL是該變焦鏡頭在望遠端的鏡頭總長。
[0007]藉此，本發(fā)明能在降低成本的條件下，提供一種輕薄化、高倍率、高成像品質(zhì)的變焦鏡頭。
[0008]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細描述，但不作為對本發(fā)明的限定。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1顯示本發(fā)明較佳實施例的變焦鏡頭在望遠端及廣角端時各透鏡的位置；
[0010]圖2A至圖2B分別顯示本發(fā)明一實施例的變焦鏡頭在廣角端與望遠端的場曲特性曲線；
[0011]圖3A與圖3B分別顯示本發(fā)明一實施例的變焦鏡頭在廣角端與望遠端的畸變特性曲線；
[0012]圖4A與圖4B分別顯示本發(fā)明一實施例的變焦鏡頭在廣角端與望遠端的橫向色差曲線。
【具體實施方式】[0013]以下將詳述本發(fā)明的各實施例，并配合附圖作為例示。除了這些詳細描述之外，本發(fā)明還可以廣泛地施行在其他的實施例中，任何所述實施例的輕易替代、修改、等效變化都包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)，并以之后的權(quán)利要求為準(zhǔn)。在說明書的描述中，為了使讀者對本發(fā)明有較完整的了解，提供了許多特定細節(jié)；然而，本發(fā)明可能在省略部分或全部這些特定細節(jié)的前提下，仍可實施。此外，眾所周知的步驟或元件并未描述于細節(jié)中，以避免造成本發(fā)明不必要的限制。附圖中相同或類似的元件將以相同或類似符號來表示。特別注意的是，附圖僅為示意之用，并非代表元件實際的尺寸或數(shù)量，除非有特別說明。
[0014]圖1顯示本發(fā)明較佳實施例的變焦鏡頭ZL在廣角端(wide)及望遠端(tele)時各透鏡的位置。為顯現(xiàn)本實施例的特征，僅顯示與本實施例有關(guān)的結(jié)構(gòu)，其余結(jié)構(gòu)予以省略。本實施例的變焦鏡頭ZL，可應(yīng)用于具有影像投影或擷取功能的一電子裝置上，例如，數(shù)碼相機、數(shù)碼攝影機、手機，或投影機等電子裝置。
[0015]如圖1所示，在本實施例，變焦鏡頭ZL主要包含四個透鏡群，自物側(cè)(objectside)至像側(cè)(image-forming side),依序為第一透鏡群G1、第二透鏡群G2、第三透鏡群G3，以及第四透鏡群G4。此四個透鏡群沿著光軸OA設(shè)置，且于像側(cè)形成成像面I。其中，第一透鏡群Gl具有正屈光度，第二透鏡群G2具有負屈光度，第三透鏡群G3具有正屈光度，第四透鏡群G4具有正屈光度，且成像面I上可設(shè)置具有光電轉(zhuǎn)換功能的影像感測器。
[0016]再參考圖1，于一實施例中，變焦鏡頭ZL滿足以下條件:DG/fw〈3.5。其中，DG為第一透鏡群的厚度DGl、第二透鏡群的厚度DG2、第三透鏡群的厚度DG3，以及第四透鏡群的厚度DG4的總和，亦即DG=DG1+DG2+DG3+DG4，而fw為該變焦鏡頭ZL在廣角端的焦距。
[0017]于另一實施例中，變焦鏡頭ZL另可滿足以下條件:TTL/fw〈15.5。其中，TTL是變焦鏡頭ZL在望遠端的鏡頭總長，而鏡頭總長定義為自第一透鏡Gl靠近物側(cè)的一表面至成像面I的距離；fw為該變焦鏡頭ZL在廣角端的焦距。
[0018]此外，于另一實施例中，變焦鏡頭ZL還可滿足以下條件:ft/fw>9.5，意即變焦鏡頭ZL的放大倍率可達到9.5倍以上。其中，fw為該變焦鏡頭ZL在望遠端的焦距，fw為該變焦鏡頭ZL在廣角端的焦距。
[0019]再如圖1所示，本實施例的變焦鏡頭ZL揭示了四個透鏡群，分別是第一透鏡群G1、第二透鏡群G2、第三透鏡群G3與第四透鏡群G4，且總共采用了 8個透鏡。其中，變焦鏡頭ZL的實體焦長可小于28mm，其可等效于現(xiàn)有底片型相機的135mm ;且在廣角端時的像高(halfimage height, Y)可大于3.3mm,但不以此為限。
[0020]此外，于另一實施例中，本發(fā)明的變焦鏡頭ZL的光闌S(stop)可采用固定的孔徑，而可不再額外采用可變孔徑的光圈(iris)。于本實施例中，變焦鏡頭ZL在廣角端的光圈值(F number, Fno)可小于3.6,在望遠端的光圈值可小于7.0。
[0021 ] 此外，于另一實施例中，本發(fā)明的變焦鏡頭ZL的鏡頭總長是指自第一透鏡Gl靠近物側(cè)的一表面至成像面I的距離。當(dāng)變焦鏡頭ZL于收納位置(retracted posit1n)時，或是搭載變焦鏡頭ZL的電子裝置處于關(guān)機的狀態(tài)時，鏡頭總長可小于18mm ；當(dāng)變焦鏡頭ZL處于望遠端時，則定義鏡頭總長為TTL。實際應(yīng)用上，于收納位置時，變焦鏡頭ZL的第一、第二、第三及第四透鏡群G1、G2、G3及G4中的至少一個亦可移出光軸0A，以使變焦鏡頭ZL更薄型化，然不用以限定本發(fā)明。
[0022]如圖1所不，于另一實施例中，變焦鏡頭ZL更包含光闌S及濾光片F(xiàn)。光闌S設(shè)置于第二透鏡群G2及第三透鏡群G3之間，可用以限制通過第一透鏡群Gl及第二透鏡群G2的光束進入第三透鏡群G3的光通量；濾光片F(xiàn)設(shè)置于第四透鏡群G4及成像面I之間，可用以濾除入射光束中的不可見光，其中濾光片F(xiàn)可以是一紅外濾光片。此外，成像面I可用以接收穿過濾光片F(xiàn)的光束，且在成像面I與濾光片F(xiàn)之間，還可增加平板玻璃C作為影像擷取單元的保護玻璃(cover glass)。
[0023]于本實施例，當(dāng)變焦鏡頭ZL進行變焦時，各透鏡群可沿著光軸OA移動。其中第一透鏡群G1、第二透鏡群G2及第三群透鏡G3的移動，可用于改變倍率及修正像差，而第四透鏡群G4的移動，可用以對焦。
[0024]請再參考圖1，于另一實施例中，變焦鏡頭ZL，包含四個非球面透鏡及/或自由曲面透鏡。具體而言，第一透鏡群G1、第二透鏡群G2、第三群透鏡G3，以及第四群透鏡G4各包含一或兩個非球面透鏡、一或兩個自由曲面透鏡或一個非球面透鏡及一個自由曲面透鏡，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APEL)，以及聚酯樹脂(例如0KP4或0KP4HT)等。此外，每一自由曲面透鏡具有至少一連續(xù)自由曲度的表面，而每一非球面透鏡具有至少一非球面的表面，且各非球面表面可滿足下列數(shù)學(xué)式:
【權(quán)利要求】
1.一種變焦鏡頭，其特征在于，自物側(cè)至像側(cè)包含:一第一透鏡群、一第二透鏡群、一第三透鏡群，以及一第四透鏡群，其中該第二透鏡群具有負屈光度，且該第二透鏡群、該第三透鏡群及該第四透鏡群各包含至少一塑膠透鏡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其特征在于，該變焦鏡頭滿足下列關(guān)系式:DG/fw<3.5，其中DG為該第一透鏡群、該第二透鏡群、該第三透鏡群，以及該第四透鏡群的厚度總和，fw為該變焦鏡頭在廣角端的焦距。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其特征在于，該變焦鏡頭滿足以下條件:TTL/fw<15.5，其中，TTL是該變焦鏡頭在望遠端的鏡頭總長，fw為該變焦鏡頭在廣角端的焦距。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其特征在于，該變焦鏡頭滿足以下條件:ft/fw>9.5，其中，ft為該變焦鏡頭在望遠端的焦距，fw為該變焦鏡頭在廣角端的焦距。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其特征在于，該變焦鏡頭在廣角端的一光圈值小于3.6、在望遠端的一光圈值小于7.0。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5所述的任意一項的變焦鏡頭，其特征在于，該第二透鏡群、該第三透鏡群及該第四透鏡群各包含非球面透鏡及自由曲面透鏡的至少一個。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的變焦鏡頭，其特征在于，該第二透鏡群包含三透鏡，自物側(cè)至像側(cè)分別具有負、負及正屈光度，且最靠近像側(cè)之一第三透鏡的折射率大于1.6、阿貝數(shù)小于50。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的變焦鏡頭，其特征在于，該第三透鏡群自物側(cè)至像側(cè)包含一具有正屈光度的第一透鏡以及一具有負屈光度的第二透鏡，該第一透鏡的折射率小于1.6、阿貝數(shù)大于50，該第二透鏡的折射率大于1.6、阿貝數(shù)小于50。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的變焦鏡頭，其特征在于，該第四透鏡群包含折射率小于1.6、阿貝數(shù)大于50的一非球面塑膠透鏡或自由曲面塑膠透鏡。
10.一種變焦鏡頭，其特征在于，自物側(cè)至像側(cè)至少包含:一具有正屈光度的第一透鏡群、一具有負屈光度的第二透鏡群，以及一具有正屈光度的第三透鏡群，其中該第二透鏡群及該第三透鏡群各包含非球面透鏡及自由曲面透鏡的至少一個，且該第二透鏡群及該第三透鏡群各包含一塑膠透鏡。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的變焦鏡頭，其特征在于，更包含一第四透鏡群，該第四透鏡群設(shè)置于該第三透鏡群及該像側(cè)之間，并包含一非球面塑膠透鏡及/或自由曲面塑膠透鏡。
12.一種變焦鏡頭，其特征在于，自物側(cè)至像側(cè)包含:分別具有正、負、正及正屈光度的四個透鏡群，其中該些透鏡群共包含多個非球面透鏡及/或自由曲面透鏡，以及多個塑膠透鏡。
13.一種電子裝置，其特征在于，包括如權(quán)利要求1、10或12所述的任意一項的變焦鏡頭。
【文檔編號】G02B15/173GK104035191SQ201310070741
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2013年3月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月6日
【發(fā)明者】黃懷毅 申請人:佳能企業(yè)股份有限公司