CN102608733A - 高倍率变焦镜头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高倍率变焦镜头，由物端至像端依序包含第一、二、三、四透镜组，及位于该第二、三透镜组间的孔径光阑，该第一、二、三、四透镜组依序具正、负、正、正屈光率，该第二透镜组为凹透镜及凸透镜所组成，该高倍率变焦镜头在广角端时的光学总长L_W，与有效像圆直径ID满足下列条件式：3≤L_W/ID＜5，藉由该第二透镜组仅包括两枚透镜以利薄型化，且该高倍率变焦镜头满足条件式，使该高倍率变焦镜头达到薄型化与维持光学性能功效。

Description

高倍率变焦镜头

技术领域

本发明涉及一种镜头，特别是一种高倍率变焦镜头。

背景技术

如美国专利US7420745所提到的一种变焦镜头适用于数字相机、数字摄影机或个人数字助理(PDA)等随身携带的电子产品，该变焦镜头由物端至像端依序包含第一、二、三、四透镜组，及位于该第二、三透镜组间的孔径光阑(aperture stop)，该第一、二、三、四透镜组依序具正、负、正、正屈光率，当该变焦镜头由广角端(Wild-Angle)变焦至望远程(Telephoto)时，该第一透镜组朝物端移动。

其中，该第二透镜组包括三枚透镜，由物端至像端依序为凹透镜、凸透镜及凹透镜，其中后两枚镜片彼此接合(cemented)。

由上述可知，由于该第二透镜组包括三枚以上的透镜，因此使得该变焦镜头在关闭收纳状态时，因透镜数量多而无法薄型化，故有必要设计一种薄型化的变焦镜头。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中中的变焦镜头无法薄型化的缺陷，提供一种薄型化的高倍率变焦镜头。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是，提供一种高倍率变焦镜头，由物端至像端依序包含第一、二、三、四透镜组，及位于该第二、三透镜组间的孔径光阑，该第一、二、三、四透镜组依序具正、负、正、正屈光率，该第二透镜组为一凹透镜及一凸透镜所组成，该高倍率变焦镜头在广角端时的光学总长LW，与有效像圆直径ID满足下列条件式：3≤LW/ID＜5。

实施本发明的高倍率变焦镜头，具有以下有益效果：该第二透镜组仅包括两枚透镜，有助于使该高倍率变焦镜头薄型化，且该高倍率变焦镜头满足条件式3≤LW/ID＜5，满足此条件式可使该高倍率变焦镜头达到薄型化与维持光学性能等功效。

附图说明

图1是一配置示意图，说明本发明高倍率变焦镜头的一较佳实施例于广角端时的配置；

图2是一配置示意图，说明本较佳实施例于望远程时的配置；

图3A、B分别是本较佳实施例于广角端、望远程的球面像差图；及

图4A、B分别是本较佳实施例于广角端、望远程的光扇图。

具体实施方式

有关本发明的前述及其它技术内容、特点与功效，在以下配合附图的一个较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。

参阅图1与图2，本发明高倍率变焦镜头的一较佳实施例由物端至像端依序包含第一透镜组1、第二透镜组2、孔径光阑3、第三透镜组4及第四透镜组5，光束通过该高倍率变焦镜头后通入平板玻璃6(cover glass)并成像于影像传感器7(如CCD或CMOS)，由广角端变焦至望远程时，该第二、三透镜组2、4朝彼此靠近，且该第一透镜组1朝物端移动。

该第一透镜1组用于收光并具正屈光率，该第一透镜组1为凹凸接合透镜11及凸透镜12所组成。该凹凸接合透镜11具负屈光率，藉由该凹凸接合透镜11的凹、凸透镜分别为负、正屈光达到修正像差的效果，亦可减少加工难度，该凹凸接合透镜11的物端面111朝物端凸出，而像端面112朝物端凹入，提高该高倍率变焦镜头在广角状态时的视角角度。

该第二透镜2组具负屈光率，由物端至像端依序为凹透镜21及凸透镜22，该凹透镜21为双凹透镜(biconcave lens)，该凸透镜22为月凸透镜(positivemeniscus lens)。

该第三透镜4组具正屈光率，用于补偿变焦时成像面位置的变动，使成像面在变焦过程中固定不变，仍聚焦于固定位置以得清晰影像。

该第四透镜组5为具正屈光率的凸透镜，用于补偿变焦时成像面位置的变动，待该第二、三透镜组2、4完成变焦后，该第四透镜组5再进行对焦补偿动作。

其中，该高倍率变焦镜头在广角端时的光学总长L_W，与有效像圆直径ID满足下列条件式(1)：

3≤L_W/ID＜5  (1)

满足条件式(1)可使该高倍率变焦镜头兼具薄型化与良好光学性能，当比值小于下限值时，代表有效像圆直径ID值过大，光学性能较差而无法达到高倍率，当比值大于上限值时，光学总长L_W过大，即该高倍率变焦镜头外形较大而不利于薄型化。

该高倍率变焦镜头在广角端时的焦距f_W，与在望远程时的焦距f_T满足下列条件式(2)：

f_T/f_W≥4.5  (2)

由条件式(2)可知该高倍率变焦镜头的变焦倍率达4.5倍以上。

参阅图3A、B，图3A为该高倍率变焦镜头于广角端时的球面像差图，代表在光轴上的物点发出的光线以不同高度入射至该高倍率变焦镜头时，通过该高倍率变焦镜头后与理想像点间的误差距离，如图3A所示，分别绘有0.436、0.546、0.656μm三个波长的球面像差，图3B则为该高倍率变焦镜头于望远程时的球面像差，由图3A、B可知球面像差的情形并不严重。

参阅图4A、B，图4A为该高倍率变焦镜头在广角端时，于不同像高对应不同波长的光扇(ray fan)图，每一像高具两个光扇图，分别对应子午面(tangential plane，PY与EY)与弧矢面(sagittal plane，PX与EX)的彗星像差(coma aberration)表现，图4B则为表现该高倍率变焦镜头子望远程时彗星像差的光扇图，根据图4A、B，在大部分情况下的成像放大率误差值都在可接受的范围内。

综上所述，利用该第二透镜组2仅包括两枚透镜以达到薄型化功效，且该高倍率变焦镜头在广角端时的光学总长L_W，与有效像圆直径ID满足条件式(1)3≤L_W/ID＜5，使得该高倍率变焦镜头可同时维持良好的光学性能，且能达到薄型化的功效，故确实能达成本发明的目的。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，不能以此限定本发明实施的范围，即凡依本发明权利要求及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，均仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (4)

1.一种高倍率变焦镜头，其特征在于，由物端至像端依序包含：

第一透镜组，具正屈光率；

第二透镜组，具负屈光率，为一凹透镜及一凸透镜所组成；

孔径光阑；

第三透镜组，具正屈光率；及

第四透镜组，具正屈光率；

其中，该高倍率变焦镜头在广角端时的光学总长LW，与有效像圆直径ID满足下列条件式：

3≤LW/ID＜5。

2.依据权利要求1所述的高倍率变焦镜头，其中，该第一透镜组为一凹凸接合透镜及一凸透镜所组成，该凹凸接合透镜具负屈光率。

3.依据权利要求1所述的高倍率变焦镜头，其中，该高倍率变焦镜头在广角端时的焦距fW，与在望远程时的焦距fT满足下列条件式：

fT/fW≥4.5。

4.依据权利要求1所述的高倍率变焦镜头，其中，该高倍率变焦镜头由广角端变焦至望远程时，该第二、三透镜组朝彼此靠近，且该第一透镜组朝物端移动。

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