专利名称：变焦镜头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光学技术，尤其涉及一种用于成像装置的变焦镜头。
背景技术：
近年来，网络摄像机广泛应用于军事防御、警力巡逻及居家安全等方面，网路摄像 机的高性能已逐渐提升，随着网络摄像机数字化及小型化的发展趋势，网络摄像机所使用 的变焦镜头也需向小型化方向发展。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种小型化的变焦镜头。一种变焦镜头，其从物侧到像侧依次包括一个具有正光焦度的第一透镜组、一个 具有负光焦度的第二透镜组、一个具有正光焦度的第三透镜组及一个具有正光焦度的第四 透镜组。所述变焦镜头满足以下条件12 < TTL/FW < 16及6 < F1/F < 8，其中，TTL为所 述变焦镜头的整体长度，FW为所述变焦镜头在广角端状态的焦距，F为所述变焦镜头整体 的焦距，F1为所述第一透镜组的焦距。条件式12 < T/FW < 16及6 < F1/F < 8可以使整个变焦镜头实现小型化。
图1为本发明提供的变焦镜头在广角端的结构示意图。图2为本发明提供的变焦镜头在中间端的结构示意图。图3为本发明提供的变焦镜头在望远端的结构示意图。图4为第一实施方式的变焦镜头在广角端的场曲特性曲线图。图5为第一实施方式的变焦镜头在广角端的畸变特性曲线图。图6为第一实施方式的变焦镜头在广角端的球差特性曲线图。图7为第一实施方式的变焦镜头在中间端的场曲特性曲线图。图8为第一实施方式的变焦镜头在中间端的畸变特性曲线图。图9为第一实施方式的变焦镜头在中间端的球差特性曲线图。图10为第一实施方式的变焦镜头在望远端的场曲特性曲线图。图11为第一实施方式的变焦镜头在望远端的畸变特性曲线图。图12为第一实施方式的变焦镜头在望远端的球差特性曲线图。图13为第二实施方式的变焦镜头在广角端的场曲特性曲线图。图14为第二实施方式的变焦镜头在广角端的畸变特性曲线图。图15为第二实施方式的变焦镜头在广角端的球差特性曲线图。图16为第二实施方式的变焦镜头在中间端的场曲特性曲线图。图17为第二实施方式的变焦镜头在中间端的畸变特性曲线图。图18为第二实施方式的变焦镜头在中间端的球差特性曲线图。
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图19为第二实施方式的变焦镜头在望远端的场曲特性曲线图。图20为第二实施方式的变焦镜头在望远端的畸变特性曲线图。图21为第二实施方式的变焦镜头在望远端的球差特性曲线图。
具体实施例方式下面将结合附图对本发明实施方式作进一步的详细说明。请一并参阅图1、图2及图3，其为本发明实施方式所提供的变焦镜头100。所述变 焦镜头100从物侧到像侧依次包括一个具有正光焦度的第一透镜组10、一个具有负光焦 度的第二透镜组20、一个具有正光焦度的第三透镜组30及一个具有正光焦度的第四透镜 组40。变焦镜头100还包括一个减光片50、一个光阑60、一个红外截止滤光片70、一个玻 璃片80及一个成像面90。减光片50位于第二透镜组20与第三透镜组30之间，用于光亮 度过高时的场合，以减少入光量。光阑60位于减光片50与第三透镜组30之间。红外截止 滤光片70位于第三透镜组30与第四透镜组40之间，玻璃片80设于红外截止滤光片70与 成像面90之间，用于防止成像面90受到灰尘的污染。第一透镜组10从物侧至像侧依次包括一个具有负光焦度的第一透镜11、一个具 有正光焦度的第二透镜12及一个具有正光焦度的第三透镜13。其中，第一透镜11与第二 透镜12粘合在一起，构成一胶合透镜，以改善光线经过变焦镜头100产生的色差，第一透镜 11、第二透镜12及第三透镜13均为球面透镜。第二透镜组20从物侧至像侧依次包括一个具有负光焦度的第四透镜21、一个具 有负光焦度的第五透镜22、一个具有正光焦度的第六透镜23及一个具有正光焦度的第七 透镜24。其中，第七透镜24与第六透镜23粘合在一起，构成一胶合透镜，以改善光线经过 变焦镜头100产生的色差，第四透镜21、第五透镜22、第六透镜23及第七透镜24均为球面 透镜。第三透镜组30从物侧到像侧依次包括一个具有正光焦度的第八透镜31、一个具 有正光焦度的第九透镜32及一个具有负光焦度的第十透镜33。其中，第十透镜33与第九 透镜32粘合在一起，构成一胶合透镜，以改善光线经过变焦镜头100产生的色差，第八透镜 31的物侧表面及第八透镜31的像侧表面为非球面，其他透镜均为球面透镜。第四透镜组40从物侧到像侧依次包括一个具有正光焦度的第i^一透镜41、一个 具有负光焦度的第十二透镜42及一个具有正光焦度的第十三透镜43。其中，第十二透镜 42与第十一透镜41粘合在一起，构成一胶合透镜，以改善光线经过变焦镜头100产生的色 差，第十一透镜41的物侧表面及第十一透镜41的像侧表面为非球面，其他透镜均为球面透
fe o当变焦镜头100用于成像时，来自被摄物的光线从物侧方向入射所述变焦镜头 100并依次经过第一透镜组10、第二透镜组20、第三透镜组30及第四透镜组40，最终汇聚 到像侧，通过将(XD或CMOS等影像感测装置设于成像面90处，即可获取该被摄物的像。变 焦镜头100变焦时，通过第二透镜组20及第四透镜组40在光轴上的移动进行。为实现小型化的要求，变焦镜头100满足以下条件式(1) 12 < TTL/FW < 16,
(2)6<F1/F<8。其中，TTL为所述变焦镜头100的整体长度，FW为所述变焦镜头100在广角端状态 的焦距，F为该变焦镜头100整体的焦距，F1为第一透镜组10的焦距。条件式(1) 12 < TTL/FW < 16，保证变焦镜头100的整体长度较小；条件式(2)限 制第一透镜组10为正光焦度透镜，并确保第一透镜组10的光焦度在变焦镜头100中的比 例，使变焦镜头100具有适当的后焦距，满足该条件式(1)及条件式(2)可有效控制变焦镜 头100小型化。变焦镜头100还满足以下条件(3)30 < (v2-vl) <60，其中，vl及v2为第一透镜11与第二透镜12的阿贝数， 满足该条件式可以有效校正系统色差。(4)-3 < [ra+rb/ra-rb] < -1，其中，ra为第三透镜13的物侧面的曲率半径，rb 为第三透镜13的像侧面的曲率半径，此条件为控制远望端的球面像差所必须，若大于该条 件的上限，则会增加过多的正球面像差量，若小于该条件的下限，则会增加过多的负球面像差量。第八透镜31及第十三透镜43均为非球面透镜，以透镜表面中心为原点，光轴为x 轴，其表面均满足非球面的面型表达式 其中j =、/FT^为从光轴X到透镜表面的高度，k是二次曲面系数，Ai为第i阶 的非球面面型系数。E A.h1表示对累加，i为自然数。以下结合附表进一步说明变焦镜头100。其中，F 所述变焦镜头100的系统焦距； FNO :F (光圈)数；2 (0 视场角。D5为所述第三透镜13像侧表面至第四透镜21的物侧表面 的轴上距离，D12为所述第七透镜24的像侧表面至减光片50的物侧表面的轴上距离，D21 为所述红外截止滤光片70的像侧表面至第十一透镜41的物侧表面的轴上距离，D26为所 述第十三透镜43像侧面至玻璃片80物侧面的轴上距离。实施方式一实施方式一的变焦镜头100的各光学组件满足表1 表4所列的条件。表 1 表2表面曲率半径(mm)厚度(mm)折射率阿贝数第一透镜11物侧表面51. 910. 91. 8523. 8第一透镜11像侧表面与第二透镜12 物侧表面(重合)24. 665. 641. 4970. 2第二透镜12像侧表面-191. 790. 1——一第三透镜13物侧表面23. 233. 471. 846. 6第三透镜13像侧表面82. 14D5 (可变)——一第四透镜21物侧表面53. 840. 61. 8840. 8第四透镜21像侧表面5. 893. 17----第五透镜22物侧表面-23. 370. 551. 7749. 6第五透镜22像侧表面23. 370. 1——一第六透镜23物侧表面11. 282. 41. 8523. 8第六透镜23像侧表面与第七透镜24 物侧表面(重合)-26.350. 61. 8342. 7第七透镜24像侧表面36. 93D12(可变)----减光片50物侧表面无穷大0. 21. 5264.2减光片50像侧表面无穷大0. 1——--光阑60表面无穷大0. 2--—第八透镜31物侧表面46. 881. 211. 5264. 1
6 表 4可变系数广角端中间端望远端D50. 9015. 7420. 41D1221. 536. 682. 02D216. 041. 763. 09D268. 9313. 2111. 88在变焦镜头100中，其在广角端、中间端及望远端的像差特性曲线分别如图4到图 12所示。所述变焦镜头100在广角端时，图4中的S(子午场曲值)和T(弧矢场曲值)均 控制在(-0. 05mm, 0. 05mm)范围内，图5中的畸变率控制在(-5%，5% )范围内，图6中的球 差控制在(-0.05mm，0.05mm)范围内；变焦镜头100在中间端时，图7中的S (子午场曲值) 和T(弧矢场曲值)均控制在(-20 ii m，20 ii m)范围内，图8中的畸变率控制在(-0.5%， 0.5% )范围内，图9中的球差控制在(-0.01mm，0.01mm)范围内；变焦镜头100在望远端 时，图10中的S(子午场曲值)和T(弧矢场曲值)均控制在(-0. 05mm,0. 05mm)范围内，图 11中的畸变率控制在(_1%，1% )范围内，图12中的球差控制在(-0.01mm，0.01mm)范围 内。由此可见，变焦镜头100在广角端、中间端及望远端的场曲、畸变及球差均能被很好的 校正。实施方式二实施方式二的变焦镜头100的各光学组件满足表5 表8所列的条件。表 5
参数广角端中间端远望端F4.68mm16.67mm34.26mmFN01. 82. 43. 52 w67. 8 ？20.19 ？9. 7 ？表6 第四透镜21物侧表面53. 870. 601. 8840. 8第四透镜21像侧表面5. 883. 15--——第五透镜22物侧表面-22.690. 601. 7749. 6第五透镜22像侧表面24. 150. 10--——第六透镜23物侧表面11. 362. 381. 8523. 8第六透镜23像侧表面与第七透镜24 物侧表面(重合)-25. 530. 601. 8342. 7第七透镜24像侧表面36. 61D12(可变)--——减光片50物侧表面无穷大0. 201. 5264. 2减光片50像侧表面无穷大0. 10--——光阑60表面无穷大0. 20--——第八透镜31物侧表面46. 081. 221. 5264. 1第八透镜31像侧表面-21. 790. 10--——第九透镜32物侧表面7. 282. 941. 7552. 3第九透镜32像侧表面与第十透镜33 物侧表面(重合)-11. 870. 601. 842. 2第十透镜33像侧表面6. 502. 65--——红外截止滤光片70物侧表面无穷大0. 401. 5264. 2红外截止滤光片70像侧表面无穷大D21 (可变)--——第十一透镜41物侧表面10. 912. 241. 5961. 1第十一透镜41像侧表面与第十二透 镜42物侧表面(重合)-14. 230. 601. 7328. 5第十二透镜42像侧表面26. 310. 10--——第十三透镜43物侧表面18. 101. 701. 5264. 1第十三透镜43像侧表面-16.88D26(可变)--——玻璃片80物侧表面无穷大0. 551. 5264. 2玻璃片80像侧表面无穷大0. 13--——成像面90无穷大------表 7
wm表面非球面面型参数
10 表8 在变焦镜头100中，其在广角端、中间端及望远端的像差特性曲线分别如图13到 图21所示。所述变焦镜头100在广角端时，图13中的S(子午场曲值)和T(弧矢场曲 值)均控制在(-20 ii m，20 ii m)范围内，图14中的畸变率控制在(_5%，5% )范围内，图15 中的球差控制在(-0. 05mm,0. 05mm)范围内；变焦镜头100在中间端时，图16中的S(子午 场曲值)和T(弧矢场曲值)均控制在(-20 y m，20 y m)范围内，图17中的畸变率控制在 (-0.2%,0.2% )范围内，图18中的球差控制在(-0.01mm,0.01mm)范围内；变焦镜头100 在望远端时，图19中的S(子午场曲值)和T(弧矢场曲值)均控制在(jOymJOiim)范 围内，图20中的畸变率控制在(-0. 2%，0. 2% )范围内，图21中的球差控制在(-0.01mm， 0.01mm)范围内；由此可见，变焦镜头100在广角端、中间端及望远端的场曲、畸变及球差均 能被很好的校正。本发明的变焦镜头满足条件式12 < TTL/FW < 16及6 < F1/F < 8，从而使该变 焦镜头能达到小型化的特点；另外，该变焦镜头还满足条件式30 < (v2-vl) <60及-3 < [(ra+rb)/(ra rb) ] < _1，因此能够有效校正系统色差及球差，从而具有较好的成像效果。 另外，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明 精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。
权利要求
一种变焦镜头，其从物侧到像侧依次包括一个具有正光焦度的第一透镜组、一个具有负光焦度的第二透镜组、一个具有正光焦度的第三透镜组及一个具有正光焦度的第四透镜组，所述变焦镜头满足以下条件12＜TTL/FW＜16及6＜F1/F＜8，其中，TTL为所述变焦镜头的整体长度，FW为所述变焦镜头在广角端状态的焦距，F为所述变焦镜头整体的焦距，F1为所述第一透镜组的焦距。
2.如权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于所述第一透镜组从物侧到像侧依次包 括一个具有负光焦度的第一透镜、一个具有正光焦度的第二透镜及一个具有正光焦度的第 三透镜，所述第一透镜、第二透镜及第三透镜均为球面透镜。
3.如权利要求2所述的变焦镜头，其特征在于所述变焦镜头满足以下条件30<(v2-vl) <60，其中，vl及v2分别为该第一透镜与该第二透镜的阿贝数。
4.如权利要求2所述的变焦镜头，其特征在于所述变焦镜头满足以下条件_3<[(ra+rb)/(ra-rb)] <-1，其中，ra为该第三透镜的物侧面的曲率半径，rb为该第三透 镜的像侧面的曲率半径。
5.如权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于所述第二透镜组从物侧到像侧依次包 括一个具有负光焦度的第四透镜、一个具有负光焦度的第五透镜、一个具有正光焦度的第 六透镜及一个具有正光焦度的第七透镜，所述第四透镜、第五透镜、第六透镜及第七透镜均 为球面透镜。
6.如权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于所述第三透镜组从物侧到像侧依次包 括一个具有正光焦度的第八透镜、一个具有正光焦度的第九透镜及一个具有负光焦度的第 十透镜，所述第八透镜至少有一个表面为非球面，其它透镜均为球面透镜。
7.如权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于所述第四透镜组从物侧到像侧依次包 括一个具有正光焦度的第十一透镜、一个具有负光焦度的第十二透镜及一个具有正光焦度 的第十三透镜，所述第十一透镜至少有一个表面为非球面，其它透镜均为球面透镜。
8.如权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，所述变焦镜头包括一个设置于第三透 镜组与第四透镜组之间的可拆卸的红外截止滤光片。
9.如权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，所述变焦镜头包括一个设置于所述第 二透镜组与第三透镜组之间的可拆卸的减光片。
10.如权利要求9所述的变焦镜头，其特征在于所述变焦镜头包括一个位于所述减光 片与所述第三透镜组之间的光阑。
全文摘要
一种变焦镜头，其从物侧到像侧依次包括一个具有正光焦度的第一透镜组、一个具有负光焦度的第二透镜组、一个具有正光焦度的第三透镜组及一个具有正光焦度的第四透镜组。所述变焦镜头满足以下条件12＜TTL/FW＜16及6＜F1/F＜8，其中，TTL为所述变焦镜头的整体长度，FW为所述变焦镜头在广角端状态的焦距，F1为所述第一透镜组的焦距，F为所述变焦镜头整体的焦距。满足上述两个条件式的变焦镜头具有小型化的特点。
文档编号G02B15/00GK101923206SQ20091030312
公开日2010年12月22日 申请日期2009年6月10日 优先权日2009年6月10日
发明者许德伦, 黄俊翔 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司;鸿海精密工业股份有限公司