TW200907455A - Zoom lens system - Google Patents

Description

200907455 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種變焦鏡 元件而達到薄型化、變倍率高、 員特別是有關於_種變焦鏡頭，内含一反射 成像性能好等特點。 【先前技術】 斗夕的主流數位相機均採用光學變焦鏡頭。 可以使拍攝的焦距有效的改變，但卻不致於 爲能更方便地進行攝影操作， 不同於與數位變焦，光學變焦鏡頭 會像數位變焦一樣損害到晝質。 美國專利申請案 US2005/0099700A1 + % & 中揭路一種緊湊型的變焦鏡頭，其具 有出折力（Refraction Power)分別爲正、各τ 隹灶 負、正、正的四群透鏡組。當該變 叙、鏡頭從廣角端位置向遠端位置進行變焦時，其㈣—和第三透鏡組固定不 ，而弟二賴組動成像側軸。這觀錄頭之結構軸 倍率不高。 、 傳統之高倍率光學魏鏡馳—般㈣要有較長的紐，赌適度地改變 …距° _式鏡頭是-種可伸縮的鏡頭，其鏡頭可伸出至機器外面，在變隹時， 其鏡頭會伸縮軸。目神場上Α部分的數位相機較制沈胴式鏡頭。為達 成薄型結構，沈胴式綱組-般是採用㈣光率的第—鏡群、正屈光率的第二 鏡群、正屈光率的第三鏡群’再以其中第一與第二鏡群移動方式來進行變隹作 業。在這種_下，爲能達成高變倍率，其變焦之距轉必會較大，因此仍益 去有效地達到薄型化的目的。此外，沈胴式鏡頭沈胴時，因為至少一鏡群離開 光軸進行收納，使得鏡頭整體外徑過大。 汗 200907455 /曰望鏡式鏡蚁另—種可侧的 是應用在料機上〃不用伸_目機機身外面，通常 ，曰望鏡式鏡頭的原理非常簡單， 並不是直線的，而是i —反射元件使其光路 對焦時會在機身内m γ⑼ 辦内。其鏡片在變焦、 械身内邛運動，但鏡頭不會伸 機的尺寸更加财外因此，不僅可使得數位相 才更加J、巧，減少產品體積，同時因 保護鏡頭不受損傷。 ^伸出機身外，所以也能 '曰望鏡式鏡碩麵決縣衝突的高變倍率與 案，因此本發明gp/认4日似 1G而衣上疋較佳的方 在於&供—種新的潛望鏡式變焦鏡頭。 【發明内容】 本發明之目的在於提供—種魏鏡頭， 之高倍變仵林h 、 反射兀件成爲一種薄型化 γ 4于錢，具有職_短而成像性能好之特點。 正屈目的，本發明之變焦鏡頭自物端至成像端，依次包含有：具有 触弟—透鏡組、具有負屈光率之第二透鏡組、具有正屈光率之第三透 光率之第丄正蝴之第四透鏡組、具有正屈光率之第五透鏡組、及具有正屈 卢_魏組。其中，至少第—和六透鏡組爲固定設置。#該變焦鏡頭從 則⑽至望娜進行變焦時，第二透鏡組向成像端移動，而第四與第五透鏡组 則向物端移動。 ’ 上述第—透鏡組更包括一屈折光轴的反射元件。 本《明之變焦鏡頭於變倍時，第二透鏡組的變倍移動量爲奶，第五透鏡 、且的變倍移動量猶5，則其滿足此第丨條件式：遺5。 本1月之變焦鏡頭於變倍時，必須滿足此第2條件式： 200907455 2.17

TTL <8.7 其中，TTL為變焦鏡 風 本發明之静鏡頭巾Γι 為魏鏡頭之焦距值。 ,, , ’ ^具有3枚非球面透鏡，其中第一透鏡組之第1 枚透鏡係一非球面逯鏡。 於本發明之變焦鏡 月型負透鏡，1|# ^ 透鏡組之第1牧透鏡係具有非球面的新 ”有廣角度收光且修正像差之功能。 於本發明變焦鏡頭之第一 2枚透鏡之間。 * ，上述反射元件設置於第1枚透鏡與第 於本發明之變焦鏡頭中， r s 4鏡財的鄰近祕端騎鏡於光軸上 些u移動，達到影像對焦之功效。 於本發明之變隹 第响峨姉4幽、第5負透鏡與 /、中45負透鏡與第6正透鏡彼此膠合。 於本發明之魏鏡财，第 ， 序包括第8正透鏡與第9負透鏡。 ’、 負透鏡係一新月型負透鏡。 朝向第三透敎鶴。 m、相及紅透鏡組皆 較少焦鏡頭’其内有多個透鏡組可移動，使得每-透鏡組的移動量 1㈣可以使整個變焦鏡_體積得喊小。同時 :::焦點的_可得到最佳的成像性能。因此，本發明之二 ‘支七率、開機時間短且成像性能好等特點。 【實施方式】 200907455 有關本發明變焦鏡頭的詳細說明及技術内容，現即結合附圖說明如下： 第1圖係本發明之變焦鏡頭’於望遠端之光線追跡圖；第3圖係本發明之 變焦鏡頭，於望遠端與廣角端之間的光線追跡圖；第5圖係本發明之變焦鏡 頭，於廣角端之光線追跡圖。請參閱第1、第3及第5圖所示，自物端至成像 端，本發明之變焦鏡頭依次包括：具有正屈折率之第一透鏡組1〇、具有負屈 光率之第二透鏡組20、具有正屈光率之第三透鏡組3〇、具有正屈光率之第四 透鏡組40、具有正屈光率之第五透鏡組5〇、及具有正屈光率之第六透鏡組— 第一、第三和第六透鏡組1〇、30、60於其光軸上固定設置，而第二、第 四及第五透鏡組2G、4G、5G射於其絲上移動，以實現變焦目的。第一透 鏡紐 10包括一枚屈折光軸的反射元件L2。 變焦鏡頭之光學全長為TTL ’且變焦鏡頭之系統焦距值為f，則變焦鏡頭 滿足以下條件式： a變焦鏡頭進行變倍時，第二透鏡組2G於細上的移動量爲奶，第五透 叙組50於光轴上的變倍移動量爲奶，則其滿足此條件式…*△取奶。 第一透鏡組Κ)之焦距值料鹽耶麵，其自物端至成像端依序包括第 U透鏡u、反射元#L2、第2正透鏡u及第3正透鏡w。第丨負透鏡u 2新月型負透鏡，其凸面RU係朝向物端凸出且具有兩個非球面表面，故 1負透鏡L1具有廣角度收光且修正畸變像差之功能。 第二透鏡組20之焦距值仏指乃麵，其包括第*負透鏡u 透鏡 L6 β I ^ ^ 正透鏡L7。第5負透鏡L6與第6正透鏡L7彼此膠合，且第4 8 200907455 負透鏡L5鄰近第_透鏡組1〇設置。 第一透鏡組30係一第7正透鏡L8，且焦距值β=3.5675 mm。第7正透 鏡L8係新月型’具有兩個非球面Rw、R82且其凹面r82係朝向物端凸出。 第四透鏡組40之焦距值f4=3.8279 mm，其包括第8正透鏡L9及第9負 透鏡L10 ’且第8正透鏡與第9負透鏡彼此膠合；其中第8正透鏡L9未與第 9負透叙L1叫合的表面R91係一非球面表面。此外，第9負透鏡係一新月 型負透鏡，其凸面R102係朝向成像端凸出。 第五透鏡組50係一第10正透鏡LU，且焦距值f5=2〇.18135 於本 發明之實施例中，第1〇透鏡為正。 第六透鏡組60之焦距值炻=14_8341 _，其包括第u負透鏡U2、第12 正透鏡L13及第13正透鏡LM。第n負透鏡U2與第12正透鏡u3彼此膠 5且第13正透鏡L14係鄰近成像端言史置’並可於光軸上進行些許移動，以 便達到影像對焦之功效。 孔徑光闌S設置於第三透鏡組3〇與第四透鏡組4〇之間。 請同時參閱第7圖，分別爲本發明之變焦鏡頭處於廣角端（wideEnd)及 望遠端（Tde End)位置時’其第一至第六透鏡組1g〜6q之間相對位置之結構 示意圖。當本發明之變焦鏡頭從廣角端向遠端進行變焦時，第二透鏡組如朝 向成像端IMA移動’第四透鏡⑽朝向物端⑽移動，以及第五透鏡組％ 朝向物端OBJ移動。換言之，第二、第四及第五透鏡組2〇、4〇、％皆朝向第 三透鏡組30靠近。 表-所示爲實施例中本發明各透鏡之有關參數，其中Nd代表折射率，別 9 200907455 代表Abbe係數。丧二郎·; & & 不爲该實施例中，五個非球面表面對應之錐度(Conic) 係數和非球面係數之值。矣_ & _ 衣二所不爲該實施例中，當本發明之變焦鏡頭分別處 於廣角端位置、中間位置和望遠端位置時，第—和第二透鏡組川、加之間的 1巨Α第一和第一透鏡組2〇、3〇之間的間距β、第三和第四透鏡組川、如 之間的間距C、第四和第五透鏡組⑽、5G之_間距β '第五和第六透鏡組 5〇、60之間的間距E的值。表四所示爲該實施例中，當本發明之變焦綱之 第六透鏡組中，用以進行影像對焦的第U和第U正透鏡l13、lm之間的間 距F的值、第13正透鏡L14和平板玻璃pl之間的間距G的值。 表一 ··

1.84666 1.883 1.58913 1.60311 1.7495 1-6935 Γ92286 1.8061 U8749 1?7552 U8749 L7552 U3875

Vd 23.83 40.77 61.14 60.64 35.28 50.81 20.88 40.95 70.21 27.51 70.21 27.51 94.95 10 200907455

24 -28.9865 F 25 L14 2.24375 0.5075 1.6393 44.87 26 6.8625 G 27 PL 無限 0.2 1.51633 64.14 28 無限 0.6425 ΙΜΑ 無限 0 表面 1 2 14 15 17 Conic 19.3173 1.1293 0.6505 43.7583 -1.985 E 4 8.810304E-3 6.797632E-3 -2.6771904E-3 1.0758016E-2 -1.5812672E-2 E 6 -9.9815526E-4 -2.006016E-4 -6.3158784E-4 3.0704845E-3 2.8153139E-3 E 8 -1.523789E-3 -2.2965944E-3 7.2800993E-3 3.3796588E-3 5.295358E-3 E 10 5.18762E-5 2.6212539E-4 -1.9097217E-2 3.2808632E-3 -9.3548446E-3 E 12 2.0126326E-4 2.9033056E-5 8.7762456E-2 7.094833E-3 8.7517089E-3 E 14 -4.2061957E-5 4.7887476E-5 -5.5675124E-2 5.0608271E-2 -2.0410691E-3 光軸上間隔距離 廣角端 中間位置 望遠端 A 0.1595 1.208 1.9365 B 1.90075 0.8525 0.12375 C 1.66675 0.955 0.17875 D 0.16325 0.141 0.40725 E 0.33525 1.069 1.57925 表四： 光軸上間隔距離 廣角端^ 中間位置 望遠端 F 2.0586725 2.0546725 2.0604225 G 0.348327? JU523275 0.3465775 第2A〜犯圖所示爲本發明變焦鏡頭於望遠端時的箱像差(恤⑽ Aberration)、像散像差(Astigmatism)、畸變像差(Dist〇rti〇n)及橫向色像差知㈣

Chronic Aberration)。根據第2A〜2D圖所示，變焦鏡頭於望遠端日寺，球面像 差皆小於0.1 mm、像散像差皆小於〇.1 _、畸變像差小於㈣、橫向色像差

11 200907455 小於0.03 mm 弟4A-4D圖所示爲本發 像散像 其^心私“ …、鏡碩於中間位置時的球面像差、 、％反像松向色像差。根據 畸變像差小於0.6%、橫 球面像差皆小於(U _、像散像* tt D _不，變焦鏡頭於中間位置時， 是白小於0.12 mi 向色像差小於0.04 mm。 第6A〜6D圖所示爲本發明變 像散像差 ^ 、 ‘…兄碩於廣角端時的球面像差、 畸變像差及橫向色像差。根據第6八 tb , 〜D圖所示，變焦鏡頭於廣角端時，球面 像差^小於_ mm、像散像差皆 、 々ϋΌ8 _、畸變像差小於1 %、橫向色 像差小於0.06 mm。 於本發明中，變焦鏡頭自心端經中間位 第二透鏡組20相對於第一透鏡組1〇 置至望遠端變倍時，根據表三， 之變倍移動量ΔΧ2分別為汕撕讓及 0.7285 mm，第五透鏡組5〇相對於笛丄 、弟/、透鏡組60之變倍移動量ΔΧ5分別為 因此，本發明之變焦鏡頭確實滿足此條件式： 0.73375 mm 及 0.51025 mn 0·7*ΔΧ2=ΔΧ5 〇 本發明之變焦鏡頭，於廣角端時的系統焦距值f=i 737麵；於中間位置 時的系統焦距值剛麗mm ;於望遠端時的系統焦距餘匕削2咖。變 焦鏡頭之光學全長TTL=14.6775 _，且變焦麵自廣Μ至望遠端之數值孔 仏(f-number) F-3.5〜5.15。本發明之變焦鏡頭的系統焦距值f及光學全長TTL 確實滿足此條件式2.17<予<8.7。此處所述之光學全長TTL，定義為光軸上 自第1負透鏡之物端表面至成像端之長度。 本發明之變焦鏡頭，其内有多組透鏡組可移動，使得每一透鏡組的移動量 12 200907455 可以相對％^少’從而可喊小整個魏鏡獅體積。同時，本發明之設計還可 保證各變焦_位置皆可制最麵像性能。因此，本發明之魏鏡頭具有高 變倍率、開機時間短且成像性能好等特點。 n ”雖二;、本發明已用較佳貫施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟 習此技藝者’林麟本㈣之精神和範_，當可作各種之更触修改，因 此本發明之保護範圍當視後附之中請專利範圍所狀者為準。 【圖式簡單說明】 第1圖係概要顯示於望遠端時，本發明之變焦鏡頭之結構示意圖。 第2A圖係本發明變焦鏡頭於望遠端時之球面像差圖。 第2B圖係本發明變焦鏡頭於望遠端時之像散像差圖。 第2C圖係本發明變焦鏡頭於望遠端時之畸變像差圖。 第2D圖係本發明變焦鏡頭於望遠端時之橫向色像差圖。 f 3圖係概要顯示於中間位置時，本發明之魏鏡頭之結構示意圖 純圖係她變域撕恥置日㈣面像差圖。 第犯圖爾續辦_㈣散像差圖。 第扣圖係轉日《_秘巾_日㈣變像差圖。 圖係本發明變焦鏡頭於中間位置時之橫向色像差圖。 圖 第5圖係概要顯讀廣角端時，本發明之鏡頭之結構示音 圖係本發明變焦鏡頭於廣角端時之球面像差圖。… 圖係本發明變焦鏡頭於廣角端時之像散像差圖。 弟6C圖係本發明變焦鏡辦廣角端時之畸變像差圖。 13 200907455 第6D圖係本發明變焦鏡頭於廣角端時之橫向色像差圖。 第7圖分別爲本發明之變焦鏡頭處於廣角端及望遠端時，其第一至第六透 鏡組之間的相對位置結構示意圖。 【主要元件符號說明】 10 第一透鏡組 20 第二透鏡組 30 第三透鏡組 40 第四透鏡組 50 第五透鏡組 60 第六透鏡組 S 孔徑光闌 L1 第1負透鏡 L2 反射元件 L3 第2正透鏡 L4 第3正透鏡 L5 第4負透鏡 L6 第5負透鏡 L7 第6正透鏡 L8 第7正透鏡 L9 第8正透鏡 L10 第9負透鏡 L11 第10透鏡 L12 第11負透鏡 L13 第12正透鏡 L14 第13正透鏡 PL 平板玻璃 OA 光轴 OBJ 物端 IMA 成像端 14

Claims (1)

1. 200907455 十、申請專利範圍： 1、 -種變焦鏡頭，自物端至成像端依次包含有： . 具有正屈光率之弟一透鏡組； 具有負屈光率之第二透鏡組； 具有正屈光率之第三透鏡組； 具有正屈光率之弟四透鏡組； 具有正屈光率之第五透鏡組；及 具有正屈折力之第六透鏡組； 其中’第一透鏡組和第六透鏡組爲固定設置，當該變焦鏡頭從廣角端至望 如而進订㈣、時’第二透鏡組、第四透鏡組及第五透鏡組皆向第三透鏡組靠近。 2、 如申請專利範圍第1項所述之變焦鏡頭，其中該第一透鏡組包含有_ 枚屈折光軸的反射元件。 3、 如申請專利範圍第1項所述之變焦鏡頭，該變焦鏡頭需滿足下式： 〇.7*ΔΧ2=ΔΧ5 其中，ΔΧ2為第二透鏡組於光軸上的移動量，Δχ5為第五透鏡組於光軸上的 移動量。 4、 如申請專利範圍第2項所述之變焦鏡頭，其中該第一透鏡組自物端至 成像端至少包含一枚負透鏡與—枚正透鏡，其中該反射元件設於該兩枚透鏡之 間。 5、 如申請專利範圍第4項所述之變焦鏡頭，其中該第一透鏡 組中的負透 鏡具有兩個非球面表面。 6、 如申請專利範圍第5項所述之變焦鏡頭，其中該第一透鏡組中的負透 15 200907455 _ Μ”貞透鏡’且該新月型負透鏡之凸面係朝向物端凸出。 7如申凊專利範圍第1項所述之變焦鏡頭，該變焦鏡頭需滿足下式. 2'17<^<8.7 TL、鏡頭之光學長度，f為變焦鏡頭之焦距值。 8、如申請專利範圍第丨項所述之變焦鏡頭，更包括一孔徑 盆 於第二透鏡組與第四翻:組之間。 八 9、如申請專利範圍第 光闌為固定設置。 8項所述之變焦鏡頭，其中該第三透鏡 組與該孔徑 10如中睛專利範_9項所述之魏鏡頭，其中該第三透鏡組係一新月 型正透鏡’且該新月型正透鏡之凹面係朝向物端凸出。 ’ 11、如申請專利範圍第1()項所述之變焦鏡頭，其中該新月型 兩個非球面表面。 、有 正、、”請專利範圍第1項所述之變焦鏡頭，其中該第四透鏡組包括一枚 正透鏡與—枚貞透鏡，且紅透鏡與該貞透鏡彼此膠合。 鏡如巾請專利細第12項所述之變焦鏡頭，其中該正透鏡未與該負透 鏡.合的表面係-麵面。 ^ I如中請專利範圍第12項所述之變焦鏡頭，其中該負透鏡係—新月型 、鏡，且該新月型負透鏡之凸面係朝向成像端凸出。 15、 如申轉利範圍第丨顧述之魏鏡頭，其中該第 枚負透鏡與一枚正透鏡。 〜、且包3有兩 16、 如申請專利細第15項所述之變焦鏡頭，其中該正透鏡與—枚負透 16 200907455 鏡彼此膠合。 17、如申請專利範圍第1項所述之變焦鏡頭，其中該第六透鏡組鄰近成像 - 端具有一枚正透鏡，於光轴上進行些微移動達到影像對焦之功效。 17