专利名称：变焦镜头的制作方法
技术领域：
本发明是有关一种变焦镜头，特别是有关于一种轻薄化、成本低、高变焦倍率且成像品质佳的变焦镜头。
背景技术：
影像撷取装置，例如数码相机或数码摄影机，通常借由镜头模块和影像传感器撷取待摄物的影像，其中镜头模块使来自待摄物的光束产生折射并聚集在影像传感器上，接着影像传感器将模拟的光信号转换为数码电子信号，以便进行后续的影像处理、储存及传输。影像撷取装置的镜头模块，通常是由多个透镜(lens)所组成，为了减少镜片的成 本和重量以提高市场的竞争优势，通常会尽量利用塑料透镜取代玻璃透镜。然而，塑料材料具有容易吸收水气及高光吸收率的缺点；因此，使用塑料透镜虽能降低成本，但可能无法兼顾镜头模块对于轻薄化、高变焦倍率、高成像质量的要求。有鉴于此，亟需提出一种新的变焦镜头，可降低制造成本，并同时满足变焦镜头的轻薄化、高变焦倍率，及高成像质量的要求。由此可见，上述现有的影像撷取装置在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。因此如何能创设一种新型结构的变焦镜头，亦成为当前业界极需改进的目标。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有的影像撷取装置存在的缺陷，而提供一种新型结构的变焦镜头，所要解决的技术问题是使其在降低制造成本的前提下，同时实现轻薄化、高变焦倍率、高成像品质的变焦镜头，非常适于实用。本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种变焦镜头，其中自物侧至像侧依序包含一具有正屈光度的第一透镜群、一具有负屈光度的第二透镜群、一具有正屈光度的第三透镜群，以及一具有正屈光度的第四透镜群，其中该第二透镜群及该第四透镜群沿一光轴移动，以使该变焦镜头与广角端及望远端之间对焦。本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的变焦镜头，其中所述的该变焦镜头满足以下条件4. 0 < fw/ft < 6. 0，其中，fw为该变焦镜头与广角端的焦距，而ft为该变焦镜头与望远端的焦距。前述的变焦镜头，其中所述的该变焦镜头满足以下条件2. 0< |fGl/fG2| <4.0，其中，fGl为该第一透镜群的焦距，而fG2为该第二透镜群的焦距。前述的变焦镜头，其中所述的该第二透镜群及该第四透镜群朝远离该第三透镜群的方向移动，以使该变焦镜头由望远端至广角端变焦。前述的变焦镜头，其中所述的该第一透镜群、该第二透镜群、该第三透镜群及该第四透镜群各包含至少一非球面透镜或一自由曲面透镜。前述的变焦镜头，其中所述的该第一透镜群自物侧至像侧依序包含一具有负屈光度的第一透镜、一具有正屈光度的第二透镜，以及一具有正屈光度的第三透镜。前述的变焦镜头，其中所述的该第一透镜群更包含一光反射元件，该光反射元件设置于该第一透镜及该第二透镜之间。前述的变焦镜头，其中所述的该第一透镜群更包含一棱镜，变焦镜头满足以下条件1. 5 < PL/fw < 2. 2，其中，PL为一入射光束在该棱镜内的光程，而fw为该变焦镜头与广角端的焦距。前述的变焦镜头，其中所述的该第一透镜群的该第三透镜为一非球面透镜或一自 由曲面透镜。前述的变焦镜头，其中所述的该第二透镜群自物侧至像侧依序包含一具有负屈光度的第一透镜、一具有负屈光度的第二透镜，以及一具有正屈光度的第三透镜。前述的变焦镜头，其中所述的该第二透镜群的该第一透镜为一非球面透镜或一自由曲面透镜，且该第二透镜及该第三透镜胶合成一胶合透镜。前述的变焦镜头，其中所述的该第三透镜群包含一具有正屈光度的第一透镜。前述的变焦镜头，其中所述的该第三透镜群的该第一透镜为一非球面透镜或一自由曲面透镜。前述的变焦镜头，其中所述的该第四透镜群自物侧至像侧依序包含一具有正屈光度的第一透镜、一具有正屈光度的第二透镜，一具有负屈光度的第三透镜，以及一具有负屈光度的第四透镜。前述的变焦镜头，其中所述的该第四透镜群的该第二透镜及该第三透镜胶合成一胶合透镜，且该第四透镜为一非球面透镜或一自由曲面透镜。前述的变焦镜头，其中所述的更包含一光阑及一滤光片，该光阑设置于该第二透镜群及该第三透镜群的间，该滤光片设置于该第四透镜群及该变焦镜头的一成像面之间。本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上可知，为达到上述目的，本发明提供了一种变焦镜头，自物侧至像侧主要包含一种变焦镜头，自物侧至像侧依序包含一具有正屈光度的第一透镜群、一具有负屈光度的第二透镜群、一具有正屈光度的第三透镜群，以及一具有正屈光度的第四透镜群，其中第二透镜群及第四透镜群沿一光轴移动，以使该变焦镜头与广角端及望远端之间对焦。借由上述技术方案，本发明变焦镜头至少具有下列优点及有益效果借此，本发明的变焦镜头，能在降低成本、轻薄化的条件下，产生比现有习知变焦镜头更优质的影像质量。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
图IA与图IB分别显示本发明较佳实施例的变焦镜头在望远端及广角端时各透镜的位置。图2A至图2B分别显示本发明一实施例的变焦镜头在广角端与望远端的球面像差特性曲线。图3A与图3B分别显示本发明一实施例的变焦镜头在广角端与望远端的场曲特性曲线。图4A与图4B分别显示本发明一实施例的变焦镜头在广角端与望远端的畸变特性曲线。
具体实施例方式为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的变焦镜头其具体实施方式
、结构、特征及其功效，详细说明如后。
图IA与图IB分别显示本发明较佳实施例的变焦镜头ZL在望远端(tele)及广角端(wide)时各透镜的位置。为显现本实施例的特征，仅显示与本实施例有关的结构，其余结构予以省略。本实施例的变焦镜头ZL，可应用于具有影像投影或撷取功能的一装置上，例如，数码相机、数码摄影机、手机，或投影机。如图IA及图IB所示，在本实施例，变焦镜头ZL主要包含四个透镜群，自物侧(object side)至像侧(image-forming side),依序为第一透镜群G1、第二透镜群G2、第三透镜群G3、第四透镜群G4。此四个透镜群沿着光轴OA设置，且于像侧具有成像面I，其中，第一透镜群Gl具有正屈光度，第二透镜群G2具有负屈光度，第三透镜群G3具有正屈光度，第四透镜群G4具有正屈光度。为实现轻薄化、低成本、高变焦倍率、高成像质量的需求，变焦镜头ZL满足以下条件(1)4. 0 < fw/ft < 6. 0(2) 2. 0 < I fGl/fG2 | < 4. 0其中，fGl为第一透镜群Gl的焦距，fG2为第二透镜群G2的焦距，fw为变焦镜头ZL与广角端的焦距，ft为变焦镜头ZL与望远端的焦距再者，如图IA及图IB所示，变焦镜头ZL更包含光阑S及滤光片F。光阑S设置于第二透镜群G2及第三透镜群G3之间，用以限制通过第一透镜群Gl及第二透镜群G2的光束进入第三透镜群G3的光通量；滤光片F设置于第四透镜群G4及成像面I之间，用以滤除光束中的不可见光，其中滤光片F可以是一红外滤光片。此外，成像面I代表一具有光电转换功能的影像撷取单元，用以接收穿过滤光片F的光束，且在成像面I与滤光片F之间，可增加平板玻璃C作为影像撷取单元的保护玻璃(cover glass)。本实施例，当变焦镜头ZL需要改变其整体焦距，第一透镜群Gl及第三群透镜G3的位置维持固定，而第二透镜群G2及第四透镜群G4沿着光轴OA移动，以改变整体焦距、调整变焦倍率及修正像差。具体而言，当变焦镜头ZL由望远端至广角端进行变焦时，第二透镜群G2及第四透镜群G4均朝远离第三群透镜G3的方向移动。同时参考图IA及图1B，变焦镜头ZL中至少包含四个非球面透镜或自由曲面透镜。具体而言，第一透镜群G1、第二透镜群G2、第三群透镜G3，以及第四群透镜G4各包含一个非球面透镜或一个自由曲面透镜，其材质可以是塑料或玻璃，其中，塑料材质可包含，但不限制于，聚碳酸脂(polycarbonate)、环烯烃共聚物(例如APEL),以及聚酯树脂(例如0KP4或0KP4HT)等。此外，每一自由曲面透镜具有至少一连续光滑曲面，而每一非球面透镜具有至少一非球面表面，且各非球面表面可满足下列数学式
[0040
权利要求
1.一种变焦镜头，其特征在于自物侧至像侧依序包含一具有正屈光度的第一透镜群、一具有负屈光度的第二透镜群、一具有正屈光度的第三透镜群，以及一具有正屈光度的第四透镜群，其中该第二透镜群及该第四透镜群沿一光轴移动，以使该变焦镜头与广角端及望远端之间对焦。
2.如权利要求I所述的变焦镜头，其特征在于该变焦镜头满足以下条件4.O < fw/ft< 6. O，其中，fw为该变焦镜头与广角端的焦距，而ft为该变焦镜头与望远端的焦距。
3.如权利要求I所述的变焦镜头，其特征在于该变焦镜头满足以下条件2.0< IfGl/fG2 < 4. 0，其中，fGl为该第一透镜群的焦距，而fG2为该第二透镜群的焦距。
4.如权利要求I所述的变焦镜头，其特征在于该第二透镜群及该第四透镜群朝远离该第三透镜群的方向移动，以使该变焦镜头由望远端至广角端变焦。
5.如权利要求I所述的变焦镜头，其特征在于该第一透镜群、该第二透镜群、该第三透镜群及该第四透镜群各包含至少一非球面透镜或一自由曲面透镜。
6.如权利要求I所述的变焦镜头，其特征在于该第一透镜群自物侧至像侧依序包含一具有负屈光度的第一透镜、一具有正屈光度的第二透镜，以及一具有正屈光度的第三透镜。
7.如权利要求6所述的变焦镜头，其特征在于该第一透镜群更包含一光反射元件，该光反射元件设置于该第一透镜及该第二透镜之间。
8.如权利要求6所述的变焦镜头，其特征在于该第一透镜群更包含一棱镜，变焦镜头满足以下条件1. 5 < PL/fw < 2. 2，其中，PL为一入射光束在该棱镜内的光程，而fw为该变焦镜头与广角端的焦距。
9.如权利要求7所述的变焦镜头，其特征在于该第一透镜群的该第三透镜为一非球面透镜或一自由曲面透镜。
10.如权利要求I所述的变焦镜头，其特征在于该第二透镜群自物侧至像侧依序包含一具有负屈光度的第一透镜、一具有负屈光度的第二透镜，以及一具有正屈光度的第三透镜。
11.如权利要求10所述的变焦镜头，其特征在于该第二透镜群的该第一透镜为一非球面透镜或一自由曲面透镜，且该第二透镜及该第三透镜胶合成一胶合透镜。
12.如权利要求I所述的变焦镜头，其特征在于该第三透镜群包含一具有正屈光度的第一透镜。
13.如权利要求12所述的变焦镜头，其特征在于该第三透镜群的该第一透镜为一非球面透镜或一自由曲面透镜。
14.如权利要求I所述的变焦镜头，其特征在于该第四透镜群自物侧至像侧依序包含一具有正屈光度的第一透镜、一具有正屈光度的第二透镜，一具有负屈光度的第三透镜，以及一具有负屈光度的第四透镜。
15.如权利要求14所述的变焦镜头，其特征在于该第四透镜群的该第二透镜及该第三透镜胶合成一胶合透镜，且该第四透镜为一非球面透镜或一自由曲面透镜。
16.如权利要求I所述的变焦镜头，其特征在于更包含一光阑及一滤光片，该光阑设置于该第二透镜群及该第三透镜群之间，该滤光片设置于该第四透镜群及该变焦镜头的一成像面之间。
全文摘要
本发明是有关于一种变焦镜头，自物侧至像侧主要包含一种变焦镜头，自物侧至像侧依序包含一具有正屈光度的第一透镜群、一具有负屈光度的第二透镜群、一具有正屈光度的第三透镜群，以及一具有正屈光度的第四透镜群，其中第二透镜群及第四透镜群可沿一光轴移动，可以使该变焦镜头与广角端及望远端之间对焦。
文档编号G02B7/00GK102759791SQ201110109119
公开日2012年10月31日 申请日期2011年4月25日 优先权日2011年4月25日
发明者周祥禾 申请人:佳能企业股份有限公司