专利名称：数字摄影机的变焦镜头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种数字摄影机的变焦镜头，特别是涉及一种包括四组透镜组且其折射力分别为正、负、正和正的数字摄影机的变焦镜头。
背景技术：
随着科技进步，近年来数字照相机或数字摄影机逐渐取代传统机械相机和模拟摄影机而成为主流。一般而言，数字相机或摄影机的变焦镜头需具备良好的光学性能，如大孔径 (aperture)、高变倍比(zoom ratio)、小型化等，然而，在要求高变倍比及大孔径的情形下， 需增多用以校正像差的透镜数目，这样将提高了小型化的难度。现有技术中公开了一种包括四组透镜组的变焦镜头，该四组透镜组分别具有正、负、正和正的折射力(refractive power)，例如中国第CN1167268号发明专利公开案(其申请名称为“变焦距透镜光学系统”)寸。然而，上述现有技术的变焦镜头为达到较高的变倍比，而使解像力变差，因此，难以实现摄像装置的高画素化。因此，为解决上述问题，亟需提供一种数字摄影机的变焦镜头，在满足高变倍比的条件下，同时具有较好的光学影像质量。
实用新型内容本实用新型的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种数字摄影机的变焦镜头，在满足高变倍比的条件下，同时具有较好的光学影像质量。本实用新型的目的通过以下技术方案实现本实用新型提供了一种数字摄影机的变焦镜头，从物体侧至成像侧依序包括第一透镜组，所述第一透镜组为具有正折射力的第一透镜组，从广角端至望远端作焦点距离变化时，所述第一透镜组是固定于光轴上；第二透镜组，所述第二透镜组为具有负折射力的第二透镜组，从所述广角端至所述望远端作焦点距离变化时，所述第二透镜组是沿着所述光轴朝所述成像侧移动； 第三透镜组，所述第三透镜组为具有正折射力的第三透镜组，所述第三透镜组设置有光圈，从所述广角端至所述望远端作焦点距离变化时，所述第三透镜组是固定于所述光轴上；以及 第四透镜组，所述第四透镜组为具有正折射力的第四透镜组，从所述广角端至所述望远端作焦点距离变化时，所述第四透镜组是沿着所述光轴移动，以校正伴随所述第二透镜组移动而产生的像差，其中，所述第四透镜组从所述物体侧至所述成像侧依序包括第一凸透镜、组合透镜和第二凸透镜，且其中，所述第一凸透镜朝所述物体侧的凸面的曲率半径小于或者等于其朝所述成像侧的一面的曲率半径，所述组合透镜为具有负折射力的组合透镜。
3[0013]其中，所述第四透镜组的组合透镜至少包括从所述物体侧至所述成像侧依序排列的凹透镜和第三凸透镜，且所述凹透镜的凹面朝所述成像侧，所述第三凸透镜的凸面朝所述物体侧。其中，所述组合透镜的凹透镜为双凹透镜或者为弯月形状的凹透镜。其中，所述第四透镜组的第二凸透镜为凹凸透镜或者平凸透镜。其中，所述第四透镜组的第一凸透镜的焦点距离和所述第一透镜组的焦点距离的比值在0. 16至1之间。其中，所述第三透镜组至少包括一第四凸透镜，所述光圈设置于所述第四凸透镜朝所述物体侧的一面附近。其中，所述第三透镜组的第四凸透镜的阿贝数在50至82之间。其中，所述第二透镜组至少包括从所述物体侧至所述成像侧依序排列的凹透镜、 双凹透镜和第五凸透镜。其中，所述第五凸透镜为双凸、平凸或者凹凸透镜。其中，所述双凹透镜和所述第五凸透镜为组合透镜。其中，所述双凹透镜和所述第五凸透镜为非组合透镜。其中，所述第一透镜组的焦点距离与所述广角端的焦点距离的比值在4至10之间。本实用新型的有益效果本实用新型的数字摄影机的变焦镜头，从物体侧至成像侧依序包括具有正折射力的第一透镜组、具有负折射力的第二透镜组、具有正折射力的第三透镜组以及具有正折射力的第四透镜组；在所述数字摄影机的变焦镜头从广角端至望远端作焦点距离变化时，第一和第三透镜组固定于光轴上，而第二透镜组沿所述光轴朝所述成像侧移动且第四透镜组也沿光轴移动以校正伴随所述第二透镜组移动而产生的像差，其中，所述第四透镜组包括第一凸透镜、组合透镜和第二凸透镜，其中，所述第一凸透镜的朝所述物体侧的凸面的曲率半径小于或者等于其朝所述成像侧的一面的曲率半径，所述组合透镜具有负折射力。与现有技术相比，本实用新型可改善现有技术中的数字摄影机的变焦镜头在提供高变倍比效果下，所存在的解像力和校正球面像差、色差等方面不佳的缺陷，具有在变焦区域内维持像差/色差平衡的稳定度的特点。
利用附图对实用新型作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本实用新型的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。图1是本实用新型的数字摄影机的变焦镜头的透镜组合架的结构示意图。图2A是本实用新型的数字摄影机的变焦镜头的第一具体实施例的透镜组合架的结构示意图。图2B是本实用新型的数字摄影机的变焦镜头的第一具体实施例的广角端的光学实验结果图。图2C是本实用新型的数字摄影机的变焦镜头的第一具体实施例的望远端的光学实验结果图。[0030]图3A是本实用新型的数字摄影机的变焦镜头的第二具体实施例的透镜组合架的结构示意图。图;3B是本实用新型的数字摄影机的变焦镜头的第二具体实施例的广角端的光学实验结果图。图3C是本实用新型的数字摄影机的变焦镜头的第二具体实施例的望远端的光学实验结果图。图4A是本实用新型的数字摄影机的变焦镜头的第三具体实施例的透镜组合架的结构示意图。图4B是本实用新型的数字摄影机的变焦镜头的第三具体实施例的广角端的光学实验结果图。图4C是本实用新型的数字摄影机的变焦镜头的第三具体实施例的望远端的光学实验结果图。在图1、图2A、图2B、图2C、图3A、图3B、图3C、图4A、图4B和图4C中包括有100数字摄影机的变焦<[0038]101凸凹透镜[0039]102双凸透镜[0040]103凸凹透镜[0041]15,16一面[0042]201凹透镜[0043]202双凹透镜[0044]203凸透镜[0045]301凸透镜[0046]401凸透镜[0047]402凹透镜[0048]403凸透镜[0049]404凸透镜[0050]ax光轴[0051]CG感光组件保护玻璃[0052]CL组合透镜[0053]GRl第一透镜组[0054]GR2第二透镜组[0055]GR3第三透镜组[0056]GR4第四透镜组[0057]I成像侧[0058]0物体侧[0059]OLPF光学低通滤波镜[0060]ST光圈。
具体实施方式
[0061]结合以下实施例对本实用新型作进一步描述。如图1所示，数字摄影机的变焦镜头100包括从物体侧0至成像侧I依序排列的第一透镜组GRl、第二透镜组GR2、第三透镜组GR3和第四透镜组GR4。前述第一透镜组GRl 具有正折射力、第二透镜组GR2具有负折射力、第三透镜组GR3具有正折射力，而第四透镜组GR4具有正折射力，且所述第三透镜组GR3朝所述物体侧0设置有光圈ST。在本实用新型的数字摄影机的变焦镜头的变焦过程中，第一透镜组GRl和第三透镜组GR3是固定于光轴ax上；在本实用新型的数字摄影机的变焦镜头的变焦过程中，从广角端至望远端作焦点距离变化时，第二透镜组GR2是沿着光轴ax朝成像侧I移动，第四透镜组GR4也是沿着光轴ax移动以校正伴随第二透镜组GR2移动所产生的像差。第一透镜组GRl包括从物体侧0朝成像侧I依序排列的凸凹透镜101、双凸透镜 102和凸凹透镜103。凸凹透镜101具有负折射力且其凸面朝所述物体侧0而所述凸面的曲率半径大致上大于其凹面的曲率半径，双凸透镜102具有正折射力，凸凹透镜101的凹面和双凸透镜102朝所述物体侧0的凸面大致上具有相同的曲率半径，因而凸凹透镜101和双凸透镜102可为组合透镜。此外，另一个凸凹透镜103具有正折射力且其凸面朝所述物体侧0而所述凸面的曲率半径大致上小于其凹面的曲率半径。第二透镜组GR2包括从物体侧0朝成像侧I依序排列的凹透镜201、双凹透镜202 和凸透镜203，所述第二透镜组GR2用于提供变倍比的调整。凹透镜201具有负折射力且其朝物体侧0的一面的曲率半径大于所述凹面的曲率半径，凹透镜201可为凸凹或者平凹透镜，双凹透镜202具有负折射力，凸透镜203具有正折射力且其朝物体侧0的凸面的曲率半径大致上小于朝成像侧I的一面的曲率半径，凸透镜203可为双凸透镜、平凸透镜或者凹凸透镜，双凹透镜202与凸透镜203为间隔设置，以增加光学系统的变量来平衡像差，同时可提高解像力。再者，除如图1所示，所述双凹透镜202与凸透镜203为间隔设置外，当凸透镜203 朝所述物体侧0的凸面与双凹透镜202的凹面具有相同的曲率半径时，双凹透镜202和凸透镜203可为组合透镜。第三透镜组GR3包括具有正折射力的凸透镜301，光圈ST设置于其朝所述物体侧 0的一面附近。再者，凸透镜301的凸面可为非球面较佳。另外，凸透镜301的阿贝数(Abbe Number)大于50，以降低色差，且所述凸透镜301可选择塑料镜片。第四透镜组GR4包括凸透镜401、404和介于凸透镜401和404之间的组合透镜CL，所述第四透镜组GR4用于提供对焦调整之用。凸透镜401具有正折射力，凸透镜4 01可为双凸或者凹凸透镜且其朝所述物体侧0的一面15的曲率半径大致上小于或者等于朝所述成像侧I的一面16的曲率半径，即满足 R
l^l^1的条件式，以便为凸透镜401的设计提供更为清晰的像。凸透镜404具有正折射力，
且凸透镜404也可采用凹凸透镜或者平凸透镜。此外，凸透镜401和凸透镜404的阿贝数 (Abbe Number)大于50，以便平衡系统色差，且凸透镜401和凸透镜404可选择塑料镜片。再者，前述第四透镜组GR4的组合透镜CL包括从所述物体侧0向成像侧I依序排列的凹透镜402和凸透镜403。凹透镜402具有负折射力且其凹面朝向成像侧I，并呈弯月状或者双凹形状，而凸透镜403具有正折射力且其凸面朝所述物体侧0，凹透镜402的凹面
6和凸透镜403的凸面具有大致相同的曲率半径，因而所组合成的组合透镜CL整体而言具有负折射力，即满足凹透镜402和凸透镜403接合后的焦点距离f4(l2/4(l3 < 0的条件式。另外， 在第四透镜组GR4与成像侧I间设有光学低通滤波镜(optical low pass filter ；OLPF) 和感光组件保护玻璃CG。光线从所述物体侧0沿着光轴ax经过光圈ST入射到受光面，以于受光面形成物体的像。接着先说明非球面公式，Z为相对于光轴上表面顶点的位移量，
Z = ^{ ° …+ (4/ + ⑶/ + (C)/ + (PV0 + {E)yn ,，其中，y 为距离
\+4\-{\ + K)CyC = VR
光轴的高度、R为顶点曲率半径、K为圆锥常数、及A、B、C、D、E为非球面系数。以下说明本实用新型的数字摄影机的变焦镜头的具体实施例。图2A是本实用新型的第一具体实施例的透镜组合架的结构示意图，下列表一至表三为所述第一具体实施例的数据资料，图2B及图2C为所述第一具体实施例的光学效果， 其中，图2B中的各图表用以表示广角端的球面像差、场曲、畸变及横向色差，而图2C中的各图表用以表示望远端的球面像差、场曲、畸变及横向色差。表一焦点距离f= 4.75 53. 6、光圈值 FNO = 3. 09 3. 81、视场角 2ω= 68. 1° 6.0°
权利要求1.一种数字摄影机的变焦镜头，其特征在于，从物体侧至成像侧依序包括第一透镜组，所述第一透镜组为具有正折射力的第一透镜组，从广角端至望远端作焦点距离变化时，所述第一透镜组是固定于光轴上；第二透镜组，所述第二透镜组为具有负折射力的第二透镜组，从所述广角端至所述望远端作焦点距离变化时，所述第二透镜组是沿着所述光轴朝所述成像侧移动；第三透镜组，所述第三透镜组为具有正折射力的第三透镜组，所述第三透镜组设置有光圈，从所述广角端至所述望远端作焦点距离变化时，所述第三透镜组是固定于所述光轴上；以及第四透镜组，所述第四透镜组为具有正折射力的第四透镜组，从所述广角端至所述望远端作焦点距离变化时，所述第四透镜组是沿着所述光轴移动，以校正伴随所述第二透镜组移动而产生的像差，其中，所述第四透镜组从所述物体侧至所述成像侧依序包括第一凸透镜、组合透镜和第二凸透镜，且其中，所述第一凸透镜朝所述物体侧的凸面的曲率半径小于或者等于其朝所述成像侧的一面的曲率半径，所述组合透镜为具有负折射力的组合透^Mi ο
2.根据权利要求1所述的数字摄影机的变焦镜头，其特征在于所述第四透镜组的组合透镜至少包括从所述物体侧至所述成像侧依序排列的凹透镜和第三凸透镜，且所述凹透镜的凹面朝所述成像侧，所述第三凸透镜的凸面朝所述物体侧。
3.根据权利要求2所述的数字摄影机的变焦镜头，其特征在于所述组合透镜的凹透镜为双凹透镜或者为弯月形状的凹透镜。
4.根据权利要求2所述的数字摄影机的变焦镜头，其特征在于所述第四透镜组的第二凸透镜为凹凸透镜或者平凸透镜。
5.根据权利要求1所述的数字摄影机的变焦镜头，其特征在于所述第四透镜组的第一凸透镜的焦点距离和所述第一透镜组的焦点距离的比值在0. 16至1之间。
6.根据权利要求1所述的数字摄影机的变焦镜头，其特征在于所述第三透镜组至少包括一第四凸透镜，所述光圈设置于所述第四凸透镜朝所述物体侧的一面附近。
7.根据权利要求6所述的数字摄影机的变焦镜头，其特征在于所述第三透镜组的第四凸透镜的阿贝数在50至82之间。
8.根据权利要求1所述的数字摄影机的变焦镜头，其特征在于所述第二透镜组至少包括从所述物体侧至所述成像侧依序排列的凹透镜、双凹透镜和第五凸透镜。
9.根据权利要求8所述的数字摄影机的变焦镜头，其特征在于所述第五凸透镜为双凸、平凸或者凹凸透镜。
10.根据权利要求8所述的数字摄影机的变焦镜头，其特征在于所述双凹透镜和所述第五凸透镜为组合透镜。
11.根据权利要求8所述的数字摄影机的变焦镜头，其特征在于所述双凹透镜和所述第五凸透镜为非组合透镜。
12.根据权利要求1所述的数字摄影机的变焦镜头，其特征在于所述第一透镜组的焦点距离与所述广角端的焦点距离的比值在4至10之间。
专利摘要一种数字摄影机的变焦镜头，从物体侧至成像侧依序包括具有正折射力的第一透镜组、具有负折射力的第二透镜组、具有正折射力的第三透镜组以及具有正折射力的第四透镜组。在所述数字摄影机的变焦镜头从广角端至望远端作焦点距离变化时，第一和第三透镜组固定于光轴上，而第二透镜组沿所述光轴朝所述成像侧移动且第四透镜组也沿光轴移动以校正伴随所述第二透镜组移动而产生的像差，所述第四透镜组包括第一凸透镜、组合透镜和第二凸透镜，所述第一凸透镜的朝所述物体侧的凸面的曲率半径小于或者等于其朝所述成像侧的一面的曲率半径，所述组合透镜具有负折射力。与现有技术相比，本实用新型的数字摄影机的变焦镜头具有较佳的影像质量。
文档编号G02B15/173GK202041706SQ201120058570
公开日2011年11月16日 申请日期2011年3月8日 优先权日2011年3月8日
发明者施富斌, 陈恩偕 申请人:东莞长安谷崧塑胶零件模具厂