CN107037573A - 成像变焦镜头 - Google Patents

Abstract

一种成像变焦镜头由从物侧至像侧沿一条光轴依序包含一个第一透镜群、一个第二透镜群及一个第三透镜群。该第一透镜群的等效焦距为正值，且包括一个孔径光栏，该第二透镜群的等效焦距为正值，该第三透镜群的等效焦距为负值，且该成像变焦镜头满足：1.31<f1/fw<2.87；0.62<f2/fw<1.06；0.45<|f3|/fw<1.00；1.33<TTLw/ImagH<4.00；及1.50<ft/fw<5.00。其中，f1为该第一透镜群的等效焦距，f2为该第二透镜群的等效焦距，f3为该第三透镜群的等效焦距，TTLw为该成像变焦镜头于最小倍率时的镜头总长，ImagH为该成像变焦镜头于一个成像面上的成像像高，ft为该成像变焦镜头于最大倍率时的系统焦距，fw为该成像变焦镜头于最小倍率时的系统焦距。

Description

成像变焦镜头

技术领域

本发明涉及一种成像变焦镜头，特别是涉及一种用于携带型电子产品的成像变焦镜头。

背景技术

近年来，手机和数字相机等携带型电子产品的普及使得影像模块相关技术蓬勃发展，该影像模块主要包含光学成像镜头、模块后座单元(module holder unit)与传感器(sensor)等组件，而手机和数字相机的薄型轻巧化趋势也让影像模块的小型化需求愈来愈高，随着感光耦合组件(Charge Coupled Device，简称为CCD)或互补性氧化金属半导体组件(Complementary Metal-Oxide Semiconductor，简称为CMOS)的技术进步和尺寸缩小化，装载在该影像模块中的光学成像镜头也需要相应地缩小体积，但是为了避免摄影效果与质量下降，在缩短该光学成像镜头的体积时仍然要兼顾良好的光学性能。然而该光学成像镜头最重要的特性不外乎就是成像质量与体积。

然而，微型化镜头的技术难度明显高出传统镜头，因此如何制作出符合携带型电子产品需求的光学成像镜头，并持续提升其成像质量，长久以来一直是本领域产、官、学界所热切追求的目标。

发明内容

本发明的目的在于提供一种成像变焦镜头，能实现体积轻薄化，且同时达到高成像质量，以满足携带型电子产品的规格需求。

本发明的成像变焦镜头，由从物侧至像侧沿一条光轴依序包含一个第一透镜群、一个第二透镜群及一个第三透镜群。

该第一透镜群的等效焦距为正值，且包括一个孔径光栏，该第二透镜群的等效焦距为正值，该第三透镜群的等效焦距为负值，且该成像变焦镜头满足：

1.31<f1/fw<2.87；

0.62<f2/fw<1.06；

0.45<|f3|/fw<1.00；

1.33<TTLw/ImagH<4.00；及

1.50<ft/fw<5.00；

较佳地，1.69<f1/fw<3.09；

0.69<f2/fw<0.98；

0.58<|f3|/fw<0.83；

1.71<TTLw/ImagH<2.14；及

2.30<ft/fw<3.00；

其中，f1为该第一透镜群的等效焦距，f2为该第二透镜群的等效焦距，f3为该第三透镜群的等效焦距，TTLw为该成像变焦镜头于最小倍率时的镜头总长，ImagH为该成像变焦镜头于一个成像面上的成像像高，ft为该成像变焦镜头于最大倍率时的系统焦距，fw为该成像变焦镜头于最小倍率时的系统焦距。

较佳地，该第一透镜群为三片透镜所组成，该第二透镜群为一片透镜所组成，该第三透镜群为一片透镜所组成。

较佳地，该第一透镜群为两片透镜所组成，该第二透镜群为一片透镜所组成，该第三透镜群为一片透镜所组成。

较佳地，该第一透镜群为四片透镜所组成，该第二透镜群为一片透镜所组成，该第三透镜群为一片透镜所组成。

较佳地，该第一透镜群为三片透镜所组成，该第二透镜群为三片透镜所组成，该第三透镜群为一片透镜所组成。

较佳地，该第一透镜群为四片透镜所组成，该第二透镜群为两片透镜所组成，该第三透镜群为一片透镜所组成。

较佳地，该第一透镜群为三片透镜所组成，该第二透镜群为两片透镜所组成，该第三透镜群为一片透镜所组成。

较佳地，该第一透镜群为两片透镜所组成，该第二透镜群为两片透镜所组成，该第三透镜群为一片透镜所组成。

本发明的有益效果在于：通过上述透镜群的等效焦距以及该成像变焦镜头其他参数的数值设计，使得该成像变焦镜头能实现体积轻薄化，且同时能满足高成像质量需求。

附图说明

本发明的其他的特征及功效，将于参照图式的实施方式中清楚地呈现，其中：

图1是本发明成像变焦镜头的一个第一实施例于广角端的透镜配置示意图；

图2是该第一实施例于望远端的透镜配置示意图；

图3是一个表格图，说明该第一实施例的各透镜的光学数据；

图4是一个表格图，说明该第一实施例的各透镜的非球面系数；

图5-1是该第一实施例于广角端的纵向球差、像散场曲曲线及畸变像差图；

图5-2是该第一实施例于中间端的纵向球差、像散场曲曲线及畸变像差图；

图5-3是该第一实施例于望远端的纵向球差、像散场曲曲线及畸变像差图；

图6是本发明成像变焦镜头的一个第二实施例于广角端的透镜配置示意图；

图7是该第二实施例于望远端的透镜配置示意图；

图8是一个表格图，说明该第二实施例的各透镜的光学数据；

图9是一个表格图，说明该第二实施例的各透镜的非球面系数；

图10-1是该第二实施例于广角端的纵向球差、像散场曲曲线及畸变像差图；

图10-2是该第二实施例于中间端的纵向球差、像散场曲曲线及畸变像差图；

图10-3是该第二实施例于望远端的纵向球差、像散场曲曲线及畸变像差图；

图11是本发明成像变焦镜头的一个第三实施例于广角端的透镜配置示意图；

图12是该第三实施例于望远端的透镜配置示意图；

图13是一个表格图，说明该第三实施例的各透镜的光学数据；

图14是一个表格图，说明该第三实施例的各透镜的非球面系数；

图15-1是该第三实施例于广角端的纵向球差、像散场曲曲线及畸变像差图；

图15-2是该第三实施例于中间端的纵向球差、像散场曲曲线及畸变像差图；

图15-3是该第三实施例于望远端的纵向球差、像散场曲曲线及畸变像差图；

图16是本发明成像变焦镜头的一个第四实施例于广角端的透镜配置示意图；

图17是该第四实施例于望远端的透镜配置示意图；

图18是一个表格图，说明该第四实施例的各透镜的光学数据；

图19是一个表格图，说明该第四实施例的各透镜的非球面系数；

图20-1是该第四实施例于广角端的纵向球差、像散场曲曲线及畸变像差图；

图20-2是该第四实施例于中间端的纵向球差、像散场曲曲线及畸变像差图；

图20-3是该第四实施例于望远端的纵向球差、像散场曲曲线及畸变像差图；

图21是本发明成像变焦镜头的一个第五实施例于广角端的透镜配置示意图；

图22是该第五实施例于望远端的透镜配置示意图；

图23是一个表格图，说明该第五实施例的各透镜的光学数据；

图24是一个表格图，说明该第五实施例的各透镜的非球面系数；

图25-1是该第五实施例于广角端的纵向球差、像散场曲曲线及畸变像差图；

图25-2是该第五实施例于中间端的纵向球差、像散场曲曲线及畸变像差图；

图25-3是该第五实施例于望远端的纵向球差、像散场曲曲线及畸变像差图；

图26是本发明成像变焦镜头的一个第六实施例于广角端的透镜配置示意图；

图27是该第六实施例于望远端的透镜配置示意图；

图28是一个表格图，说明该第六实施例的各透镜的光学数据；

图29是一个表格图，说明该第六实施例的各透镜的非球面系数；

图30-1是该第六实施例于广角端的纵向球差、像散场曲曲线及畸变像差图；

图30-2是该第六实施例于中间端的纵向球差、像散场曲曲线及畸变像差图；

图30-3是该第六实施例于望远端的纵向球差、像散场曲曲线及畸变像差图；

图31是本发明成像变焦镜头的一个第七实施例于广角端的透镜配置示意图；

图32是该第七实施例于望远端的透镜配置示意图；

图33是一个表格图，说明该第七实施例的各透镜的光学数据；

图34是一个表格图，说明该第七实施例的各透镜的非球面系数；

图35-1是该第七实施例于广角端的纵向球差、像散场曲曲线及畸变像差图；

图35-2是该第七实施例于中间端的纵向球差、像散场曲曲线及畸变像差图；

图35-3是该第七实施例于望远端的纵向球差、像散场曲曲线及畸变像差图；

图36是一个表格图，说明本发明成像变焦镜头的该第一实施例至该第七实施例的光学参数。

具体实施方式

在本发明被详细描述前，应当注意在以下的说明内容中，类似的组件是以相同的编号来表示。

参阅图1与图2，分别显示本发明成像变焦镜头的一个第一实施例于广角端(wide)及望远端(tele)时各透镜的位置。本发明成像变焦镜头的该第一实施例，从物侧至像侧沿一条光轴I依序包含一个等效焦距为正值的第一透镜群G1、一个等效焦距为正值的第二透镜群G2、一个等效焦距为负值的第三透镜群G3，及一个滤光片8。当由一个待摄物(图未示)所发出的光线进入该成像变焦镜头，并经由该第一透镜群G1、该第二透镜群G2、该第三透镜群G3，及该滤光片8后，会在一个成像面(Image Plane)100形成一个影像。该滤光片8为红外线滤光片(IR Cut Filter)，用于防止光线中的红外线透射至该成像面100而影响成像质量。补充说明的是，物侧是朝向该待摄物的一侧，而像侧是朝向该成像面100的一侧。

其中，于本实施例，依序自物侧至像侧，该第一透镜群G1包括一个孔径光栏9、一个第一透镜1、一个第二透镜2及一个第三透镜3。该第二透镜群G2包括一个第四透镜4。该第三透镜群G3包括一个第五透镜5。该第一透镜1、该第二透镜2、该第三透镜3、该第四透镜4、该第五透镜5，及该滤光片8都分别具有一个朝向物侧且使成像光线通过的物侧面11、21、31、41、51、81，及一个朝向像侧且使成像光线通过的像侧面12、22、32、42、52、82。

此外，为了满足产品轻量化的需求，该第一透镜1至该第五透镜5皆为具备屈光率且都是塑料材质所制成，但该第一透镜1至该第五透镜5的材质仍不以此为限制。

该第一透镜1具有正屈光率，且该第一透镜1的物侧面11与像侧面12皆为非球面并分别为一个凸向物侧的凸面及一个凸向像侧的凸面，该第二透镜2具有正屈光率，且该第二透镜2的物侧面21与像侧面22皆为非球面并分别为一个凸向物侧的凸面及一个凸向像侧的凸面，该第三透镜3具有负屈光率，且该第三透镜3的物侧面31与像侧面32皆为非球面并分别为一个凹向物侧的凹面及一个凹向像侧的凹面，该第四透镜4具有正屈光率，且该第四透镜4的物侧面41与像侧面42皆为非球面并分别为一个凹向物侧的凹面及一个凸向像侧的凸面，该第五透镜5具有负屈光率，且该第五透镜5的物侧面51与像侧面52皆为非球面并分别为一个凹向物侧的凹面及一个凹向像侧的凹面。在本实施例中，只有上述透镜1、2、3、4、5具有屈光率。

图3中的表格数据列出该第一实施例的成像变焦镜头的详细资料，其包含该成像变焦镜头分别于广角端、中间端及望远端时的系统焦距，及各透镜的曲率半径、厚度、折射率及色散系数(Abbe Number)，以及该孔径光栏9分别于广角端、中间端及望远端时的光圈值。

此外，上述非球面的形状态样是依下列公式定义：

其中，Y为非球面曲线上的点与光轴I的距离；Z为非球面的深度(非球面上距离光轴为Y的点，与相切于非球面光轴上顶点的切面，两者间的垂直距离)；R为透镜表面的曲率半径；K为锥面系数(conicconstant)；A_2i为第2i阶非球面系数。然而，图4中的表格数据列出该第一实施例的成像变焦镜头的各透镜1、2、3、4、5的物侧面11、21、31、41、51及像侧面12、22、32、42、52的锥面系数及非球面系数。

另外，该第一实施例的成像变焦镜头中各重要参数间的关系如图36中表格数据所示。其中，f1为该第一透镜群G1的等效焦距，f2为该第二透镜群G2的等效焦距，f3为该第三透镜群G3的等效焦距，TTLw为该成像变焦镜头于最小倍率(广角端)时的镜头总长，ImagH为该成像变焦镜头于该成像面100上的成像像高，ft为该成像变焦镜头于最大倍率(望远端)时的系统焦距，fw为该成像变焦镜头于最小倍率(广角端)时的系统焦距。

该成像变焦镜头由广角端变焦至望远端时，该第一透镜群G1与该第二透镜群G2沿着该光轴I间距变大，该第二透镜群G2与该第三透镜群G3沿着该光轴I间距变小，该第三透镜群G3与该滤光片8的物侧面81沿着该光轴I间距变大，上述间距随着该成像变焦镜头由广角端变焦至望远端而变动的情形，能由图1及图2中明显看出。该成像变焦镜头的变焦时各透镜群G1、G2、G3皆能沿该光轴I移动，使得各透镜群G1、G2、G3的移动量变小，能缩短变焦时间。

图5-1、图5-2及图5-3分别显示该第一实施例的成像变焦镜头分别于广角端、中间端及望远端的纵向球差(longitudinal sphericalaberration)、像散场曲曲线(astigmatism field curves)及畸变像差(distortion aberration)，各图中标示(a)的图式说明该成像变焦镜头的纵向球差，各图中标示(b)与(c)的图式则分别说明该成像变焦镜头在该成像面上有关弧矢(sagittal)方向的像散场曲曲线，及子午(tangential)方向的像散场曲曲线，各图中标示(d)的图式则说明该成像变焦镜头在该成像面上的畸变像差。本第一实施例的各纵向球差图式显示每一种波长所成的曲线皆很靠近并向中间靠近，说明每一种波长不同高度的离轴光线皆集中在成像点附近，由每一波长的曲线的偏斜幅度能看出，不同高度的离轴光线的成像点偏差控制在±0.25mm范围内，所以本第一实施例确实明显改善不同波长的球差，此外，三种代表波长彼此间的距离也相当接近，代表不同波长光线的成像位置已相当集中，因而使色像差也获得明显改善。

在本第一实施例标示(b)与(c)的两种像散场曲曲线图式中，在整个视场范围内的焦距变化量落在±0.1mm内，说明该成像变焦镜头能有效消除像差。而本第一实施例标示(d)的畸变像差图式则显示该成像变焦镜头的畸变像差维持在±2％的范围内，说明该成像变焦镜头的畸变像差已符合光学系统的成像质量要求。

以上，本第一实施例的成像变焦镜头在广角端与望远端的场曲能获得良好校正。据此说明本第一实施例在实现体积轻薄化的条件下，仍能提供较佳的成像质量。

参阅图6及图7，为本发明成像变焦镜头的一个第二实施例，其与该第一实施例大致相似，仅各透镜群G1、G2、G3的透镜数量、各透镜的光学数据、非球面系数及所述透镜间的参数或多或少有些不同，其中，该第二实施例的该成像变焦镜头的该第一透镜群G1包括一个孔径光栏9、一个第一透镜1及一个第二透镜2，该第二透镜群G2包括一个第三透镜3，该第三透镜群G3包括一个第四透镜4。

该第一透镜1具有正屈光率，且该第一透镜1的物侧面11与像侧面12皆为非球面并分别为一个凸向物侧的凸面及一个凸向像侧的凸面，该第二透镜2具有负屈光率，且该第二透镜2的物侧面21与像侧面22皆为非球面并分别为一个凹向物侧的凹面及一个凹向像侧的凹面，该第三透镜3具有正屈光率，且该第三透镜3的物侧面31与像侧面32皆为非球面并分别为一个凹向物侧的凹面及一个凸向像侧的凸面，该第四透镜4具有负屈光率，且该第四透镜4的物侧面41与像侧面42皆为非球面并分别为一个凹向物侧的凹面及一个凹向像侧的凹面。在本实施例中，只有上述透镜1、2、3、4具有屈光率。

图8中的表格数据列出该第二实施例的成像变焦镜头的详细资料，其包含该成像变焦镜头分别于广角端、中间端及望远端时的系统焦距，及各透镜的曲率半径、厚度、折射率及色散系数，以及该孔径光栏9分别于广角端、中间端及望远端时的光圈值。图9中的表格数据列出该第二实施例的成像变焦镜头的各透镜1、2、3、4的物侧面11、21、31、41及像侧面12、22、32、42的锥面系数及非球面系数。另外，该第二实施例的成像变焦镜头中各重要参数间的关系如图36中表格数据所示。

图10-1、图10-2及图10-3分别显示该第二实施例的成像变焦镜头分别于广角端、中间端及望远端的纵向球差、像散场曲曲线及畸变像差，能看出本第二实施例也能维持良好光学性能。

参阅图11及图12，为本发明成像变焦镜头的一个第三实施例，其与该第一实施例大致相似，仅各透镜群G1、G2、G3的透镜数量、各透镜的光学数据、非球面系数及所述透镜间的参数或多或少有些不同，其中，该第三实施例的该成像变焦镜头的该第一透镜群G1包括一个孔径光栏9、一个第一透镜1、一个第二透镜2、一个第三透镜3及一个第四透镜4，该第二透镜群G2包括一个第五透镜5，该第三透镜群G3包括一个第六透镜6。

该第一透镜1具有正屈光率，且该第一透镜1的物侧面11与像侧面12皆为非球面并分别为一个凸向物侧的凸面及一个凸向像侧的凸面，该第二透镜2具有负屈光率，且该第二透镜2的物侧面21与像侧面22皆为非球面并分别为一个凹向物侧的凹面及一个凹向像侧的凹面，该第三透镜3具有正屈光率，且该第三透镜3的物侧面31与像侧面32皆为非球面并分别为一个凸向物侧的凸面及一个凸向像侧的凸面，该第四透镜4具有负屈光率，且该第四透镜4的物侧面41与像侧面42皆为非球面并分别为一个凹向物侧的凹面及一个凹向像侧的凹面，该第五透镜5具有正屈光率，且该第五透镜5的物侧面51与像侧面52皆为非球面并分别为一个凹向物侧的凹面及一个凸向像侧的凸面，该第六透镜6具有负屈光率，且该第六透镜6的物侧面61与像侧面62皆为非球面并分别为一个凹向物侧的凹面及一个凹向像侧的凹面。在本实施例中，只有上述透镜1、2、3、4、5、6具有屈光率。

图13中的表格数据列出该第三实施例的成像变焦镜头的详细资料，其包含该成像变焦镜头分别于广角端、中间端及望远端时的系统焦距，及各透镜的曲率半径、厚度、折射率及色散系数，以及该孔径光栏9分别于广角端、中间端及望远端时的光圈值。图14中的表格数据列出该第三实施例的成像变焦镜头的各透镜1、2、3、4、5、6的物侧面11、21、31、41、51、61及像侧面12、22、32、42、52、62的锥面系数及非球面系数。另外，该第三实施例的成像变焦镜头中各重要参数间的关系如图36中表格数据所示。

图15-1、图15-2及图15-3分别显示该第三实施例的成像变焦镜头分别于广角端、中间端及望远端的纵向球差、像散场曲曲线及畸变像差，能看出本第三实施例也能维持良好光学性能。

参阅图16及图17，为本发明成像变焦镜头的一个第四实施例，其与该第一实施例大致相似，仅各透镜群G1、G2、G3的透镜数量、各透镜的光学数据、非球面系数及所述透镜间的参数或多或少有些不同，其中，该第四实施例的该成像变焦镜头的该第一透镜群G1包括一个孔径光栏9、一个第一透镜1、一个第二透镜2及一个第三透镜3，该第二透镜群G2包括一个第四透镜4、一个第五透镜5及一个第六透镜6，该第三透镜群G3包括一个第七透镜7。

该第一透镜1具有正屈光率，且该第一透镜1的物侧面11与像侧面12皆为非球面并分别为一个凸向物侧的凸面及一个凹向像侧的凹面，该第二透镜2具有正屈光率，且该第二透镜2的物侧面21与像侧面22皆为非球面并分别为一个凸向物侧的凸面及一个凹向像侧的凹面，该第三透镜3具有负屈光率，且该第三透镜3的物侧面31与像侧面32皆为非球面并分别为一个凹向物侧的凹面及一个凹向像侧的凹面，该第四透镜4具有负屈光率，且该第四透镜4的物侧面41与像侧面42皆为非球面并分别为一个凹向物侧的凹面及一个凸向像侧的凸面，该第五透镜5具有正屈光率，且该第五透镜5的物侧面51与像侧面52皆为非球面并分别为一个凸向物侧的凸面及一个凸向像侧的凸面，该第六透镜6具有正屈光率，且该第六透镜6的物侧面61与像侧面62皆为非球面并分别为一个凹向物侧的凹面及一个凸向像侧的凸面，该第七透镜7具有负屈光率，且该第七透镜7的物侧面71与像侧面72皆为非球面并分别为一个凹向物侧的凹面及一个凹向像侧的凹面。在本实施例中，只有上述透镜1、2、3、4、5、6、7具有屈光率。

图18中的表格数据列出该第四实施例的成像变焦镜头的详细资料，其包含该成像变焦镜头分别于广角端、中间端及望远端时的系统焦距，及各透镜的曲率半径、厚度、折射率及色散系数，以及该孔径光栏9分别于广角端、中间端及望远端时的光圈值。图19中的表格数据列出该第四实施例的成像变焦镜头的各透镜1、2、3、4、5、6、7的物侧面11、21、31、41、51、61、71及像侧面12、22、32、42、52、62、72的锥面系数及非球面系数。另外，该第四实施例的成像变焦镜头中各重要参数间的关系如图36中表格数据所示。

图20-1、图20-2及图20-3分别显示该第四实施例的成像变焦镜头分别于广角端、中间端及望远端的纵向球差、像散场曲曲线及畸变像差，能看出本第三实施例也能维持良好光学性能。

参阅图21及图22，为本发明成像变焦镜头的一个第五实施例，其与该第一实施例大致相似，仅各透镜群G1、G2、G3的透镜数量、各透镜的光学数据、非球面系数及所述透镜间的参数或多或少有些不同，其中，该第五实施例的该成像变焦镜头的该第一透镜群G1包括一个孔径光栏9、一个第一透镜1、一个第二透镜2、一个第三透镜3及一个第四透镜4，该第二透镜群G2包括一个第五透镜5及一个第六透镜6，该第三透镜群G3包括一个第七透镜7。

该第一透镜1具有正屈光率，且该第一透镜1的物侧面11与像侧面12皆为非球面并分别为一个凸向物侧的凸面及一个凸向像侧的凸面，该第二透镜2具有负屈光率，且该第二透镜2的物侧面21与像侧面22皆为非球面并分别为一个凹向物侧的凹面及一个凹向像侧的凹面，该第三透镜3具有正屈光率，且该第三透镜3的物侧面31与像侧面32皆为非球面并分别为一个凸向物侧的凸面及一个凸向像侧的凸面，该第四透镜4具有负屈光率，且该第四透镜4的物侧面41与像侧面42皆为非球面并分别为一个凹向物侧的凹面及一个凹向像侧的凹面，该第五透镜5具有正屈光率，且该第五透镜5的物侧面51与像侧面52皆为非球面并分别为一个凹向物侧的凹面及一个凸向像侧的凸面，该第六透镜6具有正屈光率，且该第六透镜6的物侧面61与像侧面62皆为非球面并分别为一个凹向物侧的凹面及一个凸向像侧的凸面，该第七透镜7具有负屈光率，且该第七透镜7的物侧面71与像侧面72皆为非球面并分别为一个凹向物侧的凹面及一个凹向像侧的凹面。在本实施例中，只有上述透镜1、2、3、4、5、6、7具有屈光率。

图23中的表格数据列出该第五实施例的成像变焦镜头的详细资料，其包含该成像变焦镜头分别于广角端、中间端及望远端时的系统焦距，及各透镜的曲率半径、厚度、折射率及色散系数，以及该孔径光栏9分别于广角端、中间端及望远端时的光圈值。图24中的表格数据列出该第五实施例的成像变焦镜头的各透镜1、2、3、4、5、6、7的物侧面11、21、31、41、51、61、71及像侧面12、22、32、42、52、62、72的锥面系数及非球面系数。另外，该第五实施例的成像变焦镜头中各重要参数间的关系如图36中表格数据所示。

图25-1、图25-2及图25-3分别显示该第五实施例的成像变焦镜头分别于广角端、中间端及望远端的纵向球差、像散场曲曲线及畸变像差，能看出本第五实施例也能维持良好光学性能。

参阅图26及图27，为本发明成像变焦镜头的一个第六实施例，其与该第一实施例大致相似，仅各透镜群G1、G2、G3的透镜数量、各透镜的光学数据、非球面系数及所述透镜间的参数或多或少有些不同，其中，该第六实施例的该成像变焦镜头的该第一透镜群G1包括一个孔径光栏9、一个第一透镜1、一个第二透镜2及一个第三透镜3，该第二透镜群G2包括一个第四透镜4及一个第五透镜5，该第三透镜群G3包括一个第六透镜6。

该第一透镜1具有正屈光率，且该第一透镜1的物侧面11与像侧面12皆为非球面并分别为一个凸向物侧的凸面及一个凹向像侧的凹面，该第二透镜2具有正屈光率，且该第二透镜2的物侧面21与像侧面22皆为非球面并分别为一个凸向物侧的凸面及一个凸向像侧的凸面，该第三透镜3具有负屈光率，且该第三透镜3的物侧面31与像侧面32皆为非球面并分别为一个凹向物侧的凹面及一个凹向像侧的凹面，该第四透镜4具有正屈光率，且该第四透镜4的物侧面41与像侧面42皆为非球面并分别为一个凸向物侧的凸面及一个凸向像侧的凸面，该第五透镜5具有正屈光率，且该第五透镜5的物侧面51与像侧面52皆为非球面并分别为一个凹向物侧的凹面及一个凸向像侧的凸面，该第六透镜6具有负屈光率，且该第六透镜6的物侧面61与像侧面62皆为非球面并分别为一个凹向物侧的凹面及一个凹向像侧的凹面。在本实施例中，只有上述透镜1、2、3、4、5、6具有屈光率。

图28中的表格数据列出该第六实施例的成像变焦镜头的详细资料，其包含该成像变焦镜头分别于广角端、中间端及望远端时的系统焦距，及各透镜的曲率半径、厚度、折射率及色散系数，以及该孔径光栏9分别于广角端、中间端及望远端时的光圈值。图29中的表格数据列出该第六实施例的成像变焦镜头的各透镜1、2、3、4、5、6的物侧面11、21、31、41、51、61及像侧面12、22、32、42、52、62的锥面系数及非球面系数。另外，该第六实施例的成像变焦镜头中各重要参数间的关系如图36中表格数据所示。

图30-1、图30-2及图30-3分别显示该第六实施例的成像变焦镜头分别于广角端、中间端及望远端的纵向球差、像散场曲曲线及畸变像差，能看出本第六实施例也能维持良好光学性能。

参阅图31及图32，为本发明成像变焦镜头的一个第七实施例，其与该第一实施例大致相似，仅各透镜群G1、G2、G3的透镜数量、各透镜的光学数据、非球面系数及所述透镜间的参数或多或少有些不同，其中，该第七实施例的该成像变焦镜头的该第一透镜群G1包括一个孔径光栏9、一个第一透镜1及一个第二透镜2，该第二透镜群G2包括一个第三透镜3及一个第四透镜4，该第三透镜群G3包括一个第五透镜5。

该第一透镜1具有正屈光率，且该第一透镜1的物侧面11与像侧面12皆为非球面并分别为一个凸向物侧的凸面及一个凹向像侧的凹面，该第二透镜2具有负屈光率，且该第二透镜2的物侧面21与像侧面22皆为非球面并分别为一个凹向物侧的凹面及一个凹向像侧的凹面，该第三透镜3具有正屈光率，且该第三透镜3的物侧面31与像侧面32皆为非球面并分别为一个凸向物侧的凸面及一个凸向像侧的凸面，该第四透镜4具有正屈光率，且该第四透镜4的物侧面41与像侧面42皆为非球面并分别为一个凹向物侧的凹面及一个凸向像侧的凸面，该第五透镜5具有负屈光率，且该第五透镜5的物侧面51与像侧面52皆为非球面并分别为一个凹向物侧的凹面及一个凹向像侧的凹面。在本实施例中，只有上述透镜1、2、3、4、5具有屈光率。

图33中的表格数据列出该第七实施例的成像变焦镜头的详细资料，其包含该成像变焦镜头分别于广角端、中间端及望远端时的系统焦距，及各透镜的曲率半径、厚度、折射率及色散系数，以及该孔径光栏9分别于广角端、中间端及望远端时的光圈值。图34中的表格数据列出该第七实施例的成像变焦镜头的各透镜1、2、3、4、5的物侧面11、21、31、41、51及像侧面12、22、32、42、52的锥面系数及非球面系数。另外，该第七实施例的成像变焦镜头中各重要参数间的关系如图36中表格数据所示。

图35-1、图35-2及图35-3分别显示该第七实施例的成像变焦镜头分别于广角端、中间端及望远端的纵向球差、像散场曲曲线及畸变像差，能看出本第七实施例也能维持良好光学性能。

再配合参阅图36，为上述七个实施例的各项光学参数的表格图，当本发明成像变焦镜头中的各项光学参数间的关系式满足下列条件式时，有较佳的光学性能表现：

一、该第一透镜群G1设置有该孔径光栏9，且其等效焦距小以及其所组成各透镜的曲率半径小，容易引进较大像差，所以若该第一透镜群G1的等效焦距f1与该成像变焦镜头于最小倍率时的系统焦距fw的比值能满足以下条件式1.31<f1/fw<3.09，该第一透镜群G1能有效分担该第二透镜群G2的部分屈光率，且能平均分配像差。然而，f1/fw过小则该第一透镜群G1所引进的像差变大，f1/fw过大则该第一透镜群G1不能有效分担该第二透镜群G2的屈光率。

二、该第二透镜群G2的等效焦距小，移动时能有效改变该成像变焦镜头的系统焦距，所以若该第二透镜群G2的等效焦距f2与该成像变焦镜头于最小倍率时的系统焦距fw的比值能满足以下条件式0.62<f2/fw<1.06，能有效提高该成像变焦镜头的变焦倍率比值，较佳地限制为0.69<f2/fw<0.98。然而，f2/fw过小则该第二透镜群G2所引进的像差变大，f2/fw过大则会使得该成像变焦镜头的变焦倍率比值变小。

三、该第三透镜群G3为负屈光率且配合与该第二透镜群G2间的距离，能有效平衡该第一透镜群G1与该第二透镜群G2两者的正屈光率，使得该第三透镜群G3所引进的像差最小化，所以若该第三透镜群G3的等效焦距f3绝对值与该成像变焦镜头于最小倍率时的系统焦距fw的比值能满足以下条件式0.45<|f3|/fw<1.00，能使得该成像变焦镜头维持较佳成像质量，较佳地限制为0.58<|f3|/fw<0.83。然而，|f3|/fw过小则使得该第三透镜群G3所引进的像差变大，|f3|/fw过大则使得该成像变焦镜头的系统像差无法平衡。

四、该成像变焦镜头于最小倍率时的镜头总长TTLw与该成像变焦镜头于该成像面100上的成像像高ImagH的比值越小，表示该成像变焦镜头的系统体积越小，则设计制造组装难度越高，而TTLw/ImagH比值越大表示该成像变焦镜头的系统体积越大，若能能满足以下条件式1.33<TTLw/ImagH<4.00，能使得该成像变焦镜头能有较佳的配置，以达到一定的轻薄化程度，且较易于设计制造组装，较佳地限制为1.71<TTLw/ImagH<2.14。

五、该成像变焦镜头于最大倍率时的系统焦距ft与该成像变焦镜头于最小倍率时的系统焦距fw的比值越大，表示该成像变焦镜头的变焦倍率比值越大，则各透镜群的移动量大，且光圈值通常也会随之变大，造成集光效率变差，若能能满足以下条件式1.50<ft/fw<5.00，能使得该成像变焦镜头能具有适当的变焦倍率比值，且光圈值能维持一定大小以具有良好的集光效率，较佳地限制为2.30<ft/fw<3.00。

然而，有鉴于光学系统设计的不可预测性，前述所列的示例性限定关系式，也能任意选择性地合并不等数量施用于本发明的实施态样中，使本发明成像变焦镜头的倍率提高、成像质量提升，或组装良率提升而改善先前技术的缺点。在实施本发明时，除了前述关系式外，也能针对单一个透镜或广泛性地针对多个透镜额外设计出其他更多的透镜的凹凸曲面排列等细部结构，以加强对系统性能及/或分辨率的控制。须注意的是，此些细节需在无冲突的情况下，选择性地合并施用于本发明的其他实施例当中。

归纳上述，本发明成像变焦镜头，能获致下述的功效及优点，所以能达到本发明的目的：

一、该第一透镜群G1的等效焦距小且为正值，有利于光线聚焦，且再搭配该孔径光栏9的设置，有助于分担该第二透镜群G2部分屈光率，平均分配像差。该第二透镜群G2的等效焦距小且为正值，在移动时能有效改变该成像变焦镜头的系统焦距，以提高该成像变焦镜头的变焦倍率比值。该第三透镜群G3的等效焦距为负值且配合与该第二透镜群G2间的距离，能有效平衡该第一透镜群G1与该第二透镜群G2两者的正屈光率，使得该第三透镜群G3所引进的像差最小化。

二、本发明各实施例的纵向球差、像散场曲、畸变像差皆符合使用规范。另外，红、绿、蓝三种代表波长在不同高度的离轴光线皆集中在成像点附近，由每一个曲线的偏斜幅度能看出不同高度的离轴光线的成像点偏差皆获得控制而具有良好的纵向球差、像散场曲、畸变像差抑制能力。进一步参阅成像质量数据，红、绿、蓝三种代表波长彼此间的距离也相当接近，显示本发明在各种状态下对不同波长光线的集中性佳而具有优良的色散抑制能力。也就是说，本发明通过所述透镜的设计与相互搭配，而能产生优异的成像质量。

三、由前述七个实施例的说明，显示本发明成像变焦镜头的设计，能实现体积轻薄化，且同时达到高成像质量，以满足携带型电子产品的规格需求。

以上所述者，仅为本发明的实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即凡依本发明权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明的范围。

Claims (9)

1.一种成像变焦镜头，由从物侧至像侧沿一条光轴依序包含一个第一透镜群、一个第二透镜群及一个第三透镜群，其特征在于：

该第一透镜群的等效焦距为正值，且包括一个孔径光栏，该第二透镜群的等效焦距为正值，该第三透镜群的等效焦距为负值，且该成像变焦镜头满足：

1.31<f1/fw<2.87；

0.62<f2/fw<1.06；

0.45<|f3|/fw<1.00；

1.33<TTLw/ImagH<4.00；及

1.50<ft/fw<5.00；

其中，f1为该第一透镜群的等效焦距，f2为该第二透镜群的等效焦距，f3为该第三透镜群的等效焦距，TTLw为该成像变焦镜头于最小倍率时的镜头总长，ImagH为该成像变焦镜头于一个成像面上的成像像高，ft为该成像变焦镜头于最大倍率时的系统焦距，fw为该成像变焦镜头于最小倍率时的系统焦距。

2.根据权利要求1所述的成像变焦镜头，其特征在于：该第一透镜群为三片透镜所组成，该第二透镜群为一片透镜所组成，该第三透镜群为一片透镜所组成。

3.根据权利要求1所述的成像变焦镜头，其特征在于：该第一透镜群为两片透镜所组成，该第二透镜群为一片透镜所组成，该第三透镜群为一片透镜所组成。

4.根据权利要求1所述的成像变焦镜头，其特征在于：该第一透镜群为四片透镜所组成，该第二透镜群为一片透镜所组成，该第三透镜群为一片透镜所组成。

5.根据权利要求1所述的成像变焦镜头，其特征在于：该第一透镜群为三片透镜所组成，该第二透镜群为三片透镜所组成，该第三透镜群为一片透镜所组成。

6.根据权利要求1所述的成像变焦镜头，其特征在于：该第一透镜群为四片透镜所组成，该第二透镜群为两片透镜所组成，该第三透镜群为一片透镜所组成。

7.根据权利要求1所述的成像变焦镜头，其特征在于：该第一透镜群为三片透镜所组成，该第二透镜群为两片透镜所组成，该第三透镜群为一片透镜所组成。

8.根据权利要求1所述的成像变焦镜头，其特征在于：该第一透镜群为两片透镜所组成，该第二透镜群为两片透镜所组成，该第三透镜群为一片透镜所组成。

9.一种成像变焦镜头，由从物侧至像侧沿一条光轴依序包含一个第一透镜群、一个第二透镜群及一个第三透镜群，其特征在于：

该第一透镜群的等效焦距为正值，该第二透镜群的等效焦距为正值，该第三透镜群的等效焦距为负值，且该成像变焦镜头满足：

1.69<f1/fw<3.09；

0.69<f2/fw<0.98；

0.58<|f3|/fw<0.83；

1.71<TTLw/ImagH<2.14；及

2.30<ft/fw<3.00；

其中，f1为该第一透镜群的等效焦距，f2为该第二透镜群的等效焦距，f3为该第三透镜群的等效焦距，TTLw为该成像变焦镜头于最小倍率时的镜头总长，ImagH为该成像变焦镜头于一个成像面上的成像像高，ft为该成像变焦镜头于最大倍率时的系统焦距，fw为该成像变焦镜头于最小倍率时的系统焦距。