專利名稱：光學變焦鏡頭的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種光學變焦鏡頭，特別是涉及一種高廣角度、高變焦倍率、體積小且成像品質佳的光學變焦鏡頭。
背景技術：
現(xiàn)有習知的影像擷取裝置，例如數(shù)字相機或數(shù)字攝影機，多是藉由結合鏡頭模塊和影像感測器來使待攝物的影像成像，主要是利用鏡頭模塊讓來自待攝物的光束產(chǎn)生折射，使待攝物的影像聚集在影像感測器上，經(jīng)由影像感測器將類比的光信號轉換為數(shù)字電子信號，其后再進行后續(xù)的影像處理、儲存及傳輸。影像擷取裝置的鏡頭模塊通常是由多個透鏡(Lens)或棱鏡(Prism)所組成，為了減少鏡片的成本及整體的重量，以提高市場的競爭優(yōu)勢，通常在光學設計上會盡可能地利用塑膠透鏡來取代玻璃透鏡。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，在使用塑膠透鏡降低成本的同時，可能無法兼顧鏡頭模塊的輕薄化及高倍率的成像品質。有鑒于此，如何創(chuàng)設一種新的光學變焦鏡頭，在降低制造成本的前提下，同時實現(xiàn)光學變焦鏡頭輕薄化、提高廣角度及高變焦倍率的成像品質的目的
發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于，提供一種光學變焦鏡頭，在降低制造成本的前提下，同時實現(xiàn)輕薄化、高廣角度及高變焦倍率的成像品質的光學變焦鏡頭。本發(fā)明的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種光學變焦鏡頭，自物側至像側依序包含一具有負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至一成像面的距離。本發(fā)明的目的及解決其技術問題還可采用以下技術措施進一步實現(xiàn)。前述的光學變焦鏡頭，其中所述的光學變焦鏡頭還滿足以下條件Wide Fno
<2. 8，其中，Wide Fno是該光學變焦鏡頭在廣角端的光圈系數(shù)。前述的光學變焦鏡頭，其中所述的光學變焦鏡頭還滿足以下條件Tele Fno
<7. 0，其中，Tele Fno是該光學變焦鏡頭在望遠端的光圈系數(shù)。前述的光學變焦鏡頭，其中所述的光學變焦鏡頭更包含多個塑膠透鏡，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，該第一透鏡具有負屈光度，該第二透鏡具有正屈光度。前述的光學變焦鏡頭，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，該第五透鏡具有負屈光度。 前述的光學變焦鏡頭，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。前述的光學變焦鏡頭，其中所述的第六透鏡是一塑膠透鏡。前述的光學變焦鏡頭，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。前述的光學變焦鏡頭，其中所述的光學變焦鏡頭更包含一光闌及一濾光片，該光闌設置于該第一透鏡群及該第二透鏡群之間，該濾光片設置于該第三透鏡群及該光學變焦鏡頭的該成像面之間。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果。借由上述技術方案，本發(fā)明光學變焦鏡頭至少具有下列優(yōu)點及有益效果本發(fā)明的光學變焦鏡頭，能在降低成本、輕薄化的條件下，產(chǎn)生出比現(xiàn)有習知的光學變焦鏡頭更優(yōu)質的影像品質。上述說明僅是本發(fā)明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。


圖IA與圖IB分別顯示本發(fā)明較佳實施例的光學變焦鏡頭在廣角端及望遠端的各透鏡的位置。圖2A(a、b、c)與圖2B(a、b、c)分別顯示本發(fā)明一實施例的光學變焦鏡頭在廣角端與望遠端的藍光、綠光及紅光的場曲特性曲線圖。圖3A(a、b、c)與圖3B(a、b、c)分別顯示本發(fā)明一實施例的光學變焦鏡頭在廣角端與望遠端的藍光、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)明一實施例的光學變焦鏡頭分別在廣角端與望遠端的長波長與短波長相對于參考波長的橫向色差特性曲線圖。圖5A與圖5B分別顯示本發(fā)明一實施例的光學變焦鏡頭分別在廣角端與望遠端的調變轉換函數(shù)特性曲線圖。
具體實施例方式為更進一步闡述本發(fā)明為達成預定發(fā)明目的所采取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的光學變焦鏡頭其具體實施方式
、結構、特征及其功效，詳細說明如后。圖IA與圖IB分別顯示本發(fā)明較佳實施例的光學變焦鏡頭在廣角端(Wide)及望遠端(Tele)的各透鏡的位置。為顯現(xiàn)本實施例的特征，僅顯示與本實施例有關的結構，其余結構均予以省略。本實施 例所例示的光學變焦鏡頭，可應用于具有攝像功能的一裝置上，如數(shù)字相機、數(shù)字攝影機或照相手機。如圖IA及圖IB所示，在本實施例，光學變焦鏡頭ZL主要包含三透鏡群，自物側(object side)至像側(image-forming side)依序為第一透鏡群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。為實現(xiàn)輕薄化、提高廣角度及高變焦倍率的成像品質的需求，光學變焦鏡頭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是光學變焦鏡頭ZL于廣角端的焦距，DGl是第一透鏡群Gl自物側至像側的厚度，DG2是第二透鏡群G2自物側至像側的厚度，而TTL是自第一透鏡群Gl的物側至成像面的距離。在本發(fā)明的較佳實施例中，DGl = 3. 62、DG2 = 3. 5、fw = 4. 99，且在此前提下，望遠端的焦距為24.01。再者，在本發(fā)明的較佳實施例中，光學變焦鏡頭ZL還滿足以下條件(4) Wide Fno < 2. 8其中，Wide Fno是光學變焦鏡頭ZL在廣角端的光圈系數(shù)。此外，在本發(fā)明的較佳實施例中，光學變焦鏡頭ZL亦滿足以下條件(5) Tele Fno < 7. 0其中，Tele Fno是光學變焦鏡頭ZL于望遠端的光圈系數(shù)。再如圖IA及圖IB所示，光學變焦鏡頭ZL更包含光軸0A、孔徑光闌AS、濾光片F(xiàn)及成像面I。孔徑光闌AS設置于第一透鏡群Gl及第二透鏡群G2之間，用以限制通過第一透鏡群Gl的光束進入第二透鏡群G2的光通量，并讓通過孔徑光闌AS后的光束更加對稱，其中孔徑光闌AS的孔徑大小可為定值；濾光片F(xiàn)設置于第三透鏡群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換功能的影像擷取單元，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)之間更可增加平板玻璃C，以作為影像擷取單元的保護玻璃(Cover Glass)。具體而言，當光學變焦鏡頭ZL在由廣角端及望遠端之間作變焦動作時，光學變焦鏡頭ZL中的第一透鏡群Gl、第二透鏡群G2及第三群透鏡G3會沿著光軸OA彼此相對移動，以調整光學變焦鏡頭ZL的焦距，進而改變倍率并修正像差。同時參考圖IA及圖1B，光學變焦鏡頭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方向的坐標值且以光傳輸方向為正方向，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)學式的各項參數(shù)或系數(shù)的值可分別設定，以決定該非球面透鏡的焦距，并符合該些條件關是式。實作上，第一透鏡群Gl自物側至像側包含第一透鏡LI及第二透鏡L2，第一透鏡LI具有負屈光度，第二透鏡L2具有正屈光度；第二透鏡群G2自物側至像側包含第三透鏡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，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)明較佳實施例的光學變焦鏡頭的詳細數(shù)據(jù)，包含各透鏡表面代號的曲率半徑、厚度、折射率、阿貝數(shù)等。其中鏡片的表面代號是從物側至像側依序編排，例如「SI」代表第一透鏡LI面向物側的表面，「S2J代表第一透鏡LI面向像側的表面，「S3J代表第二透鏡L2面向物側的表面，之后以此類推，且濾光片F(xiàn)的物側及像側表面分別是「S13」及「S14」，而平板玻璃C的物側及像側表面分別是「S15」及「S16」。表一
權利要求
1.一種光學變焦鏡頭，其特征在于 自物側至像側依序包含一具有負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至一成像面的距離。
2.根據(jù)權利要求I所述的光學變焦鏡頭，其特征在于其中所述的光學變焦鏡頭更包含一孔徑大小為定值的孔徑光闌。
3.根據(jù)權利要求I所述的光學變焦鏡頭，其特征在于其中所述的光學變焦鏡頭還滿足以下條件Wide Fno < 2. 8，其中，Wide Fno是該光學變焦鏡頭在廣角端的光圈系數(shù)。
4.根據(jù)權利要求I所述的光學變焦鏡頭，其特征在于其中所述的光學變焦鏡頭還滿足以下條件=Tele Fno < 7. 0，其中，Tele Fno是該光學變焦鏡頭在望遠端的光圈系數(shù)。
5.根據(jù)權利要求I所述的光學變焦鏡頭，其特征在于其中所述的光學變焦鏡頭更包含多個塑膠透鏡，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)權利要求I所述的光學變焦鏡頭，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，該第一透鏡具有負屈光度，該第二透鏡具有正屈光度。
7.根據(jù)權利要求6所述的光學變焦鏡頭，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)權利要求6所述的光學變焦鏡頭，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)權利要求6或8所述的光學變焦鏡頭，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)權利要求I所述的光學變焦鏡頭，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，該第五透鏡具有負屈光度。
11.根據(jù)權利要求10所述的光學變焦鏡頭，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)權利要求10所述的光學變焦鏡頭，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)權利要求I所述的光學變焦鏡頭，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)權利要求13所述的光學變焦鏡頭，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)權利要求13所述的光學變焦鏡頭，其特征在于其中所述的第六透鏡是一塑膠透鏡。
16.根據(jù)權利要求13或15所述的光學變焦鏡頭，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)權利要求I所述的光學變焦鏡頭，其特征在于其中所述的光學變焦鏡頭更包含一光闌及一濾光片，該光闌設置于該第一透鏡群及該第二透鏡群之間，該濾光片設置于該第三透鏡群及該光學變焦鏡頭的該成像面 之間。
全文摘要
本發(fā)明是有關于一種光學變焦鏡頭，自物側至像側主要包含一具有負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至一成像面的距離。
文檔編號G02B1/00GK102736230SQ20111009741
公開日2012年10月17日 申請日期2011年4月13日 優(yōu)先權日2011年4月13日
發(fā)明者許哲源, 黃懷毅 申請人:佳能企業(yè)股份有限公司