微型光学变焦镜头的制作方法

专利名称：微型光学变焦镜头的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种微型光学变焦镜头，尤指一种适用于手持式通讯装置的影像读 取模块上，且仅运用三镜群共四片透镜便能在高倍数变焦功能下同时仍具有体积小及良好 光学品质等功效的微型光学变焦镜头。
背景技术：
近年来，照相与摄影功能已逐渐成为例如手机、个人数字助理、笔记型电脑等的手 持式通讯装置的基本配备。由于这些手持式通讯装置所使用的影像读取模块必须兼具小型 化与省电的功能，因此，如何让影像读取模块的光学镜头能同时兼具小型化与良好光学效 能已成为一重要的研究课题。对于微型且具对焦或变焦功能的光学镜头而言，常需要在15mm立方以下的狭小 空间内，配置至少两组以上的镜片群以及用来驱动镜片群移动的电磁驱动装置，所以，其镜 片的数量、大小、以及重量，都会尽量地被缩减。目前，已有业者公开出具三镜片群共四片透 镜的光学镜头，例如美国专利号US Pat. No. 7019912及US Pat. No. 7312930。然而，这些现 有的微型光学镜头在设计上仍有其瓶颈与盲点；要不就是为了缩减体积而牺牲变焦倍率或 光学品质，要不就是为了提供较大倍率或较佳光学品质而增大了体积，很难两全其美。以US Pat. No. 7019912为例，其变焦倍率只能达到约2X的倍率，无法达到目前消费者对于变焦光 学镜头的普遍期望。而对于US 1^丨^0.731四30来说，其虽可达到接近3乂的变焦倍率，但 其变焦倍率为2. 48X的实施例的光学系统总长(Overall Length of Lens System)达到 15. 83mm，且变焦倍率为2. 93X的时实施例的光学系统总长则高达17. 91mm，其过长的光学 系统总长直接增大了整体体积，而有进一步缩短的必要。此外，这两现有技术于光学品质上 也都还有进一步改善的空间。

发明内容
本发明的主要目的是在于提供一种微型光学变焦镜头，其具有三镜片群共四片透 镜且可提供近3X的变焦倍率，更同时兼具更短的光学系统总长以及更佳的光学品质的功 效。为达上述目的，本发明的一种微型光学变焦镜头，包括有三镜片群共含四片透镜。 第一镜片群是具负折射率且固定不动。第二镜片群是具正折射率且包含两片透镜，且在所 述第二镜片群朝向第一镜片群的侧设有一光圈其是随着第二镜片群移动。第三镜片群是具 正折射率。第二镜片群与第三镜片群是可沿一光轴方向相对应位移于至少包括一广角端位 置以及一望远端位置之间。其中，微型光学变焦镜头符合下列条件11. 5 < Dwl-2/Dw2"3 < 18. 5 ；以及，Dtl-2/Dt2-3 < 0. 2。其中，Dwl-2是在广角端位置时，自第一镜片群至第 二镜片群之间的空气间隔值；Dw2-3是在广角端位置时，自第二镜片群至第三镜片群之间 的空气间隔值；Dtl-2是在望远端位置时，自第一镜片群至第二镜片群之间的空气间隔值； Dt2-3是在望远端位置时，自第二镜片群至第三镜片群之间的空气间隔值。
在一较佳实施例中，本发明的微型光学变焦镜头更符合下列条件1. 25 < (fw_ a)/(fg2_a*fg3_a) <2. 15。其中，fg2是第二透镜的有效焦距值；fg3是第三透镜的有效焦 距值；fV是当所述第二镜片群与第三镜片群位于所述广角端位置时，所述微型光学变焦镜 头的有效焦距值；fg2_a = l/abs(fg2)，其中，abs 代表绝对值；fg3_a = l/abs(fg3) ；fw_a =1/abs(fw)ο


图1为本发明的微型光学变焦镜头第一较佳实施例于广角端位置的侧视结构光 路示意图；图2为本发明的微型光学变焦镜头第一较佳实施例于中间位置的侧视结构光路 示意图；图3为本发明的微型光学变焦镜头第一较佳实施例于望远端位置的侧视结构光 路示意图；图4A、图4B及图4C分别为本发明的微型光学变焦镜头的第一较佳实施例于图1 所示的广角端位置时的像散曲线、畸变曲线、以及横向色差曲线；图5A、图5B及图5C分别为本发明的微型光学变焦镜头的第一较佳实施例于图2 所示的中间位置时的像散曲线、畸变曲线、以及横向色差曲线；图6A、图6B及图6C分别为本发明的微型光学变焦镜头的第一较佳实施例于图3 所示的望远端位置时的像散曲线、畸变曲线、以及横向色差曲线；图7为本发明的微型光学变焦镜头第二较佳实施例于广角端位置的侧视结构光 路示意图；图8为本发明的微型光学变焦镜头第二较佳实施例于中间位置的侧视结构光路 示意图；图9为本发明的微型光学变焦镜头第二较佳实施例于望远端位置的侧视结构光 路示意图；图10A、图IOB及图IOC分别为本发明的微型光学变焦镜头的第二较佳实施例于图 7所示的广角端位置时的像散曲线、畸变曲线、以及横向色差曲线；图11A、图IlB及图IlC分别为本发明的微型光学变焦镜头的第二较佳实施例于图 8所示的中间位置时的像散曲线、畸变曲线、以及横向色差曲线；图12A、图12B及图12C分别为本发明的微型光学变焦镜头的第二较佳实施例于图 9所示的望远端位置时的像散曲线、畸变曲线、以及横向色差曲线。附图标记说明0B 物体侧；A 光轴；AP 光圈；IMA 成像面；Gl、G2、G3 镜 片群；L1-L4 透镜；D1-D13 距离；S1-S13 表面；Fl 滤光片；F2 透明盖片。
具体实施例方式本发明的微型光学变焦镜头，主要适于搭配诸如VCM的电磁驱动装置、以及例如 CCD或CMOS等的影像感测晶片以构成一影像读取模块，且特别适于装置在有小体积与省电 需求的手持式通讯装置上，例如但不局限于手机、个人数字助理、与笔记型电脑等等，以提 供照相或摄影功能。
请参阅图1、图2及图3所示，其分别为本发明的微型光学变焦镜头第一较佳实施 例于一广角端(wide angle)位置、一中间(middle)位置及一望远端(telephoto)位置时 的侧视结构光路示意图。本发明的微型光学变焦镜头自最左侧的一物体侧OB起沿一光轴 A方向至最右侧的一成像面IMA之间是依序包括有一第一镜片群G1、一光圈AP、一第二镜 片群G2、一第三镜片群G3、一滤光片F1、以及一透明盖片F2。所述第一镜片群Gl是固定不 动，所述第二镜片群G2与第三镜片群G3是可受电磁驱动装置(图中未示)所驱动而沿所 述光轴A方向相对应位移于至少包括所述广角端位置、中间位置以及望远端位置之间，以 分别提供广角对焦、中间倍率对焦、以及望远(放大)对焦的变焦功能。其中，图2所示的 中间位置的实施例并非指固定一个中间位置，而是在广角端位置与望远端位置之间且具备 Ix 3x间任意倍率对焦的变焦位置。在本发明中，所述第一镜片群Gl是具负折射率，且仅包含单一的一第一透镜Li。 所述光圈AP是位于所述第二镜片群G2朝向第一镜片群Gl的侧且是随着第二镜片群G2移 动。所述第二镜片群G2是具正折射率，且包含有一第二透镜L2及一第三透镜L3共两透镜。 所述第三镜片群G3是具正折射率，且仅包含单一的一第四透镜L4。所述滤光片Fl可以是 一红外线滤片(IR cut filter)或是其他功能的光学滤片。所述透明盖片F2可以是一玻 璃盖体，其可防止微粒或外界灰尘附着于成像面IMA上。所述成像面IMA是影像感测晶片 接收光讯号的作动面(active side)。在本第一实施例中，所述第一透镜Ll为具负折射率的双凹玻璃透镜，其自物体侧 OB起向右方向(以下均同)依序具有一第一表面Sl以及一第二表面S2，且第一透镜Ll的 两表面S1、S2在光轴A处的厚度间隔为D1。所述第一透镜Ll的第二表面S2与光圈AP之 间的空气间隔为D2。光圈AP的表面为一第三表面S3。第二透镜L2为具正折射率的双凸 玻璃透镜，其向右依序具有一第四表面S4以及一第五表面S5。光圈AP与第四表面S4之 间的空气间隔为D3，且第二透镜L2的两表面S4、S5在光轴A处的厚度间隔为D4。第三透 镜L3为具负折射率的双凹塑胶透镜，其向右依序具有一第六表面S6以及一第七表面S7。 第五表面S5与第六表面S6之间的空气间隔为D5，且第三透镜L3的两表面S6、S7在光轴 A处的厚度间隔为D6。第四透镜L4为具正折射率的双凸塑胶透镜，其向右依序具有一第八 表面S8以及一第九表面S9。第七表面S7与第八表面S8之间的空气间隔为D7，且第四透 镜L4的两表面S8、S9在光轴A处的厚度间隔为D8。滤光片Fl为一平面透光片，其向右依 序具有一第十表面SlO以及一第i^一表面S11。第九表面S9与第十表面SlO之间的空气 间隔为D9，且滤光片Fl的两表面S10、Sll在光轴A处的厚度间隔为D10。透明盖片F2为 一平面透光片，其向右依序具有一第十二表面S12以及一第十三表面S13。第十一表面Sll 与第十二表面S12之间的空气间隔为D11，且透明盖片F2的两表面S12、S13在光轴A处的 厚度间隔为D12。第十三表面S13与成像面IMA之间的空气间隔为D13。在图1至图3所示的本发明微型光学变焦镜头的设计原理，主要包括了在位于光 圈之后的第二镜片群G2的首片透镜(也就是第二透镜I^)，采用高折射率(nd 1. 58以上) 的材料来增强镜头的光学屈折力(power)、减少变焦镜群(G2、G3)的移动行程，进而缩短光 学系统总长，达到进一步缩小整体体积的功效。并且，变焦镜群与对焦镜群(也就是G2与 G3)的三片透镜L2、L3、L4的双面(S4-S9)全都使用非球面设计，并搭配在第二透镜L2采 用低色散材料(vd 59. 200)，对色像差能够有效控制，增进色彩饱和度，进而提高光学影像的品质。此外，位于光圈之后的首片第二透镜L2更特别采用了玻璃材料，其物理性质属于 非结晶性，透明度高，可减少塑胶镜片过多所产生的散射效应(scattering)，进而增进影像 对比度与明亮度的光学效能。为了达到前述功效，本发明的微型光学变焦镜头系符合了下 列光学条件(a) 2. 8 彡 ft/fw 彡 3. 2 ；(b) 11. 5 < Dwl-2/Dw2-3 < 18. 5 ；(c)Dtl-2/Dt2-3 < 0. 2 ；(d) 1. 25 < [(Dwl-2)-(Dtl-2)]/fw < 1. 95 ；(e) 1. 25 < (fw_a) / (fg2_a*fg3_a) < 2. 15 ；(f) 0. 32 < SQRT (fG2 X fG3) /Dw < 0. 50 ；(g) 0. 12 < abs (BFL_w_BFL_t) /fw < 0. 35 ；以及，(h)6. 5 < [ (Dw 1-2) - (Dt 1-2) ] / [ (BFL_w) - (BFL_t) ] < 10。其中，fw是当所述第二镜片群G2与第三镜片群G3位于所述广角端位置(如图1)时，所 述微型光学变焦镜头的有效焦距值；ft是当所述第二镜片群G2与第三镜片群G3位于所述望远端位置(如图幻时，所 述微型光学变焦镜头的有效焦距值；Dwl-2是当所述第二镜片群G2与第三镜片群G3位于所述广角端位置时，自第一镜 片群Gl至第二镜片群G2之间的空气间隔值，也就是D2+D3 ；Dw2-3是当所述第二镜片群G2与第三镜片群G3位于所述广角端位置时，自第二镜 片群G2至第三镜片群G3之间的空气间隔值，也就是D7 ；Dt 1-2是当所述第二镜片群G2与第三镜片群G3位于所述望远端位置时，自第一镜 片群Gl至第二镜片群G2之间的空气间隔值，也就是D2+D3 ；Dt2-3是当所述第二镜片群G2与第三镜片群G3位于所述望远端位置时，自第二镜 片群G2至第三镜片群G3之间的空气间隔值，也就是D7 ；fG2是第二镜片群G2的有效焦距值；
fG3是第三镜片群G3的有效焦距值；Dw是当所述第二镜片群G2与第三镜片群G3位于所述广角端位置时，所述微型光 学变焦镜头的光学系统总长值(以下简称光学全长TT)，也就是从Sl互IMA的总距离；SQRT代表开根号；fg2是第二透镜L2的有效焦距值；fg3是第三透镜L3的有效焦距值；abs代表绝对值；fg2_a = 1/abs (fg2)；fg3_a = 1/abs (fg3)；fw_a = 1/abs (fw)；BFL_w是当所述第二镜片群G2与第三镜片群G3位于所述广角端位置时，所述微型 光学变焦镜头的背焦长度值，也就是从S9到IMA的距离；
BFL_t是当所述第二镜片群G2与第三镜片群G3位于所述望远端位置时，所述微型11光学变焦镜头的背焦长度值，也就是从S9到IMA的距离。以下将依序说明的(a) 2. 8 彡 ft/fw ^ 3. 2 其中，ft/fw值表示了本发明的微型光学变焦镜头的光学变焦倍率，因此，本发明 的微型光学变焦镜头的光学变焦倍率是介于2. 8至3. 2之间，在业界的市场规格大体上均 视为3X的放大变焦倍率。(b) 11. 5 < Dwl-2/Dw2-3 < 18. 5 与(c) Dtl_2/Dt2_3 < 0. 2 (b)与(c)分别规范了当本发明的微型光学变焦镜头在广角端与望远端时，其变 焦群组(第二镜片群⑵)与对焦群组(第三镜片群两者之间移动行程的比值。在满 足此两条件之下，将可让本发明的光学系统在变焦倍率在介于2. (至3. 2X的范围内时， 能够有效压缩光学全长(Sl-IMA)与系统体积。同时，光学效能还能够兼具降低系统像差 (aberration)以及提高影像画质(Imagequality)与清析度(Resolution)的功效。倘若在 广角端时的Dwl-2/Dw2-3值低于下限数值11. 5的话，则在有限的光学全长TT中将无过多 的位移空间可提供光学变焦用，如此一来，将导致光学全长TT需被迫增长而增大体积。倘 若在广角端时的Dtl-2/Dt2-3值超过上限数值0. 2时，则与上述情况相同。又，倘若在广角 端时的Dwl-2/Dw2-3值高于上限数值18. 5时，则系统像面弯曲(fieldcurvature)收敛困 难，如此将产生影像画面某区块清晰但其他地方模糊现象；而且，系统畸变(Distortion) 将呈发散现象，导致拍摄笔直的物体却呈现扭曲影像的缺点。(d) 1. 25 < [(Dwl-2)-(Dtl-2)]/fw < 1. 95 此条件规范了本发明微型光学变焦镜头的变焦群组(也就是第二镜片群⑵)的移 动行程，进而限定变焦倍率与系统光学全长(Sl-IMA)。在理想状态下，Dwl-2与Dtl-2相互 差值小(移动行程短)，代表镜片屈折力(power)大，因此在有限制的光学全长(Sl-IMA)内 便能达成3X变焦。倘若[(DwH)-(DtH)VfV值低于下限数值时，将造成变焦倍率不足与 畸变发散，进而造成拍摄笔直的物体却呈现扭曲影像的缺点。又，倘若[(Dwl-2) - (Dtl-2) ] / fw值高于上限数值时，则在变焦倍率大约是3X时，系统像差将无法收敛，且影像画质 (Image quality)会变得模糊。(e) 1. 25 < (fw_a) / (fg2_a*fg3_a) < 2. 15 此条件规范了本发明微型光学变焦镜头的变焦群组(也就是第二镜片群G2)，其 镜片屈折力(power)增加，可在缩短光学系统总长(Sl-IMA)且不影响光学效能的前提下， 还能提供达到2. 8X 3. 2X的放大(变焦)倍率。由于微型光学变焦镜头必须具备低总 高系统模块的要件，其镜头焦距(EFL)必定要短。而在限制焦距的条件下，就得增加变焦 群组(G2)的屈折力(power)，以完成变焦倍率的需求。本发明通过在光圈AP后的变焦群 组(第二镜片群G2)中的首片透镜(也就是第二透镜I^)采用双面非球面的设计，不仅能 增加镜片屈折力，使所述镜组的效用提升，更能有效抑制系统像差，进而提升光学影像品 质。于是，变焦群组因fg2屈折力增加，连带提升fg3系统能力。本发明的第二透镜L2采 玻璃镜片，其紧邻置于光圈后端，可有效降低系统散射(scattering)因素、增进系统入光 效率，进而提升影像对比与明亮度。倘若本条件中的(fw_a)/(fg2_a*fg3_a)值超过限定范 围，则光学系统焦距变化量将影响系统像差大小，其对影像画质(Image quality)的清晰度 (Resolution)将有重大影响。因此，本条件特别适用于在低总高系统模块(也就是微型光学变焦镜头系统)中，取得(fw_a)/(fg2_a*fg3_a)值的最佳平衡点，以兼具短光学全长TT 与高影像品质的功效。
(f) 0. 32 < SQRT (fG2 X fG3) /Dw < 0. 50 此条件规范了本发明微型光学变焦镜头，其变焦群组(第二镜片群G2)与对焦群 组(第三镜片群G3)两者的屈折力(power)与系统全长(Sl-IMA)之间的关系。能在缩 短总体高度的前提下，还同时能缩小光学像差与提升影像品质(Image quality)。在符合 本条件的范围内时，变焦群组(第二镜片群G2)与对焦群组(第三镜片群G3)的整体屈 折力大，可缩减镜组移动量，进而降低光学系统全长(S1-IMA)。本发明的变焦群组(第二 镜片群G2)中所含的两片透镜L2、L3采取4面都是非球面的设计，可有效抑制系统像差、 提升影像品质、并有利于对焦群组(第三镜片群G3)修正像差(aberration)的能力。同 时，本发明的调焦群组(第三镜片群G3)的镜片L4亦采双面非球面设计，可有效抑制像散 (astigmatism)与色差(chromatic aberration)，在低总高系统中能提供好的影像品质。倘 若，SQRT(fG2XfG!3)/DW值超过了本条件的限定范围，则系统长度(Sl-IMA)无法缩短，并且 像差抑制有所困难，特别是像散部分，影像会有重影现象。(g) 0. 12 < abs (BFL_w_BFL_t) /fw < 0. 35 此条件规范了本发明微型光学变焦镜头，其广角端(wide)与望远端(Tele)的背 焦差异量，可以达到压缩系统光学全长(Sl-IMA)的功效。在有限制的光学全长(Sl-IMA) 下，适切的背焦长度(BFL)是重要的。当BFL过短时，镜头模块无法封装在影像感测器模块 上，且无法预留对焦空间。并且，背焦过长也将造成系统光学全长(Sl-IMA)的增加，同时， 对于像差是无法有效抑制，也降低影像的解析度(Resolution)。对于背焦长度的限制，能 够观察系统光学全长(Sl-IMA)与镜头像差(aberration)是否达成平衡。在满足本发明 的此条件的范围下，将易于达成低总高系统并且有效抑制像差产生的噪声。倘若abs(BFL_ w-BFL_t) /fw值低于下限数值，则系统倍率不足，易造成畸变发散，去拍摄笔直的物体却呈 现扭曲的影像。倘若abs(BFL_W-BFL_t)/fW值高于上限数值，则光学全长(Sl-IMA)增加， 像差无法有效抑制，且将降低影像画质(Imagequality)的清析度(Resolution)。(h) 6. 5 < [ (Dw 1-2) - (Dt 1-2) ] / [ (BFL_w) - (BFL_t) ] < 10 此条件规范了本发明微型光学变焦镜头，其变焦群组(第二镜片群G2)的移动量 与背焦差异量的关系。当Dwl-2与Dtl-2相互差值小时，显示变焦移动行程短。若能配合 适切的背焦长度，将能有效缩减总体长度，使像差更容易收敛，提升镜片屈折能力(power)， 以及提高影像画质(Image quality)的清析度(Resolution)。倘若此条件的值低于下限数 值时，则背焦补偿量大，导致系统光学全长(Sl-IMA)无法有效缩短。倘若此条件的值高于 上限数值时，系统像差收敛相对困难，且背焦长度容易不足，无法进行对焦作业。请参阅表一至表二，为如图1至图3所示的本发明微型光学变焦镜头的第一实施 例的各项参数值，其中凡是厚度、距离、直径或半径、位置等的长度单位一律均为mm 表一本发明微型光学变焦镜头的光学系统的整体参数广角端位置中间位置望远端位置 (W)(M)(T)物体侧的距离无限大光学系统的焦距长fwfmft4. 489. 0213. 3放大倍率2. 97光圏大小3. 455. 256. 15出光孔在系统中的位置-6. 63-34. 10-748. 10视角(2co) )43. 5324. 7518. 78透镜总长10. 3211. 4010. 95(从Sl到S9的距离)光学系统总长15. 25(Si到IMA的空气间隔距离)背焦长度3. 612. 532. 99(S9到IMA的空气间隔距离)第一镜片群的焦距(f Gl)-15.76第二镜片群的焦距(fG2)5. 38第三镜片群的焦距(f G3)8. 89第二透镜的焦距(fg2)2. 66表二 本发明微型光学变焦镜头内的各透镜的光学参数
权利要求
1.一种微型光学变焦镜头，其特征在于，其自一物体侧起沿一光轴方向至一成像面依 序包括有一第一镜片群，其是具负折射率且固定不动；一第二镜片群，其是具正折射率，且在所述第二镜片群朝向所述第一镜片群之侧设有 一光圈其是随着所述第二镜片群移动；以及 一第三镜片群，其是具正折射率；其中，所述第二镜片群与所述第三镜片群是可沿所述光轴方向相对应位移于至少包括 一广角端位置以及一望远端位置之间，且所述微型光学变焦镜头符合下列条件 11. 5 < Dwl-2/Dw2"3 < 18. 5 ；以及， Dtl-2/Dt2-3 < 0. 2 ； 其中，Dwl-2是当所述第二镜片群与第三镜片群位于所述广角端位置时，自第一镜片群至第 二镜片群之间的空气间隔值；Dw2-3是当所述第二镜片群与第三镜片群位于所述广角端位置时，自第二镜片群至第 三镜片群之间的空气间隔值；Dtl-2是当所述第二镜片群与第三镜片群位于所述望远端位置时，自第一镜片群至第 二镜片群之间的空气间隔值；Dt2-3是当所述第二镜片群与第三镜片群位于所述望远端位置时，自第二镜片群至第 三镜片群之间的空气间隔值。
2.根据权利要求1所述的微型光学变焦镜头，其特征在于，所述第一镜片群具有单一 的一第一透镜，所述第二镜片群具有一第二透镜及一第三透镜共两透镜，所述第三镜片群 具有单一的一第四透镜；并且，所述微型光学变焦镜头更符合下列条件2. 8 彡 ft/fw 彡 3. 2 ；1. 25 < [(Dwl-2)-(Dtl-2) ]/fw < 1. 95 ；0.32 < SQRT (fG2 X fG3) /Dw < 0. 50 ；1.25 < (fw_a)/(fg2_a*fg3_a) < 2. 15 ； 0. 12 < abs(BFL_w-BFL_t)/fw < 0.35 ；.6.5 < [ (Dwl-2) - (Dtl-2) ] / [ (BFL_w) - (BFL_t) ] < 10 ； 其中，fw是当所述第二镜片群与第三镜片群位于所述广角端位置时，所述微型光学变焦镜头 的有效焦距值；ft是当所述第二镜片群与第三镜片群位于所述望远端位置时，所述微型光学变焦镜头 的有效焦距值；fG2是第二镜片群的有效焦距值； fG3是第三镜片群的有效焦距值；Dw是当所述第二镜片群与第三镜片群位于所述广角端位置时，所述微型光学变焦镜头 的光学全长值；SQRT代表开根号；fg2是第二透镜的有效焦距值；fg3是第三透镜的有效焦距值；fV是当所述第二镜片群与第三镜片群位于所述广角端位置时，所述微型光学变焦镜头 的有效焦距值；fg2_a = 1/abs(fg2)； fg3_a = 1/abs(fg3)； fw_a = 1/abs(fw)；fV是当所述第二镜片群与第三镜片群位于所述广角端位置时，所述微型光学变焦镜头 的有效焦距值；BFL_w是当所述第二镜片群与第三镜片群位于所述广角端位置时，所述微型光学变焦 镜头的背焦长度值；BFL_t是当所述第二镜片群与第三镜片群位于所述望远端位置时，所述微型光学变焦 镜头的背焦长度值； abs代表绝对值。
3.根据权利要求2所述的微型光学变焦镜头，其特征在于，所述第一透镜为一双凹透 镜且具有两表面(Si)及(S2)，所述光圈的面为(S3)，所述第二透镜为一双凸透镜且具有两 表面(S4)及(S5)，所述第三透镜具有两表面(S6)及(S7)且为一双凹透镜以及一凸凹透镜 其中之一，所述第四透镜为一双凸透镜且具有两表面(S8)及(S9)；并且，(Si)及(S》为球 面，(S4)、(S5)、(S6)、(S7)、(S8)与(S9)均为非球面；此外，所述第二透镜的材质为玻璃； 并且，更包括有一滤光片其位于所述第四透镜与成像面之间。
4.根据权利要求3所述的微型光学变焦镜头，其特征在于，以光轴上的任一位置点向 右为正值、向左为负值来计算距离与厚度，则所述微型光学变焦镜头是符合下列参数值(Si)的曲率半径为-21. 480mm ；(51)与(S2)之间的距离为0.799mm ；(52)的曲率半径为13.280mm ；(52)与(S3)之间的距离为可变；(53)与(S4)之间的距离为Omm；(54)的曲率半径为2.089mm ；(54)与(S5)之间的距离为1.815mm；(55)的曲率半径为-4.121mm ；(55)与(S6)之间的距离为0.303mm ；(56)的曲率半径为-4.934mm ；(56)与(S7)之间的距离为0.769mm ；(57)的曲率半径为1.977mm ；(57)与(S8)之间的距离为可变；(58)的曲率半径为13.479mm ；(58)与(S9)之间的距离为1.308mm ；(59)的曲率半径为-7.028mm ； (S9)与成像面之间的距离为可变；并且，所述第一透镜的材质所具有的折射系数为1. 517且色散系数为64. 167 ；所述第二透镜的材质所具有的折射系数为1. 584且色散系数为59. 200 ；所述第三透镜的材质所具 有的折射系数为1. 585且色散系数为29. 909 ；所述第四透镜的材质所具有的折射系数为 1.531且色散系数为56. 000。
5.根据权利要求3所述的微型光学变焦镜头，其特征在于，以光轴上的任一位置点向 右为正值、向左为负值来计算距离与厚度，则所述微型光学变焦镜头系符合下列参数值(Si)的曲率半径为-71. 997mm ；(51)与(S2)之间的距离为0.4mm ；(52)的曲率半径为8.047mm ；(52)与(S3)之间的距离为可变；(53)与(S4)之间的距离为0.038mm ；(54)的曲率半径为2.253mm ；(54)与(S5)之间的距离为1.483mm ；(55)的曲率半径为-6.321mm ；(55)与(S6)之间的距离为0.315mm ；(56)的曲率半径为4.038mm ；(56)与(S7)之间的距离为0.531mm ；(57)的曲率半径为1.084mm ；(57)与(S8)之间的距离为可变；(58)的曲率半径为7.714mm ；(58)与(S9)之间的距离为1.975mm ；(59)的曲率半径为-5.067mm ；(S9)与成像面之间的距离为可变；并且，所述第一透镜的材质所具有的折射系数为1. 497且色散系数为81. 608 ；所述第 二透镜的材质所具有的折射系数为1. 584且色散系数为59. 200 ；所述第三透镜的材质所具 有的折射系数为1. 585且色散系数为29. 909 ；所述第四透镜的材质所具有的折射系数为 1. 531且色散系数为56. 044。
6.一种微型光学变焦镜头，其特征在于，其自一物体侧起沿一光轴方向至一成像面依 序包括有一第一镜片群，其是具负折射率且固定不动；一第二镜片群，其是具正折射率，且在所述第二镜片群朝向第一镜片群的侧设有一光 圈其是随着第二镜片群移动；以及一第三镜片群，其是具正折射率；其中，所述第二镜片群与第三镜片群是可沿所述光轴方向相对应位移于至少包括一广 角端位置以及一望远端位置之间，且所述微型光学变焦镜头符合下列条件.1. 25 < [(Dwl-2)-(Dtl-2)]/fw < 1. 95 ；其中，Dwl-2是当所述第二镜片群与第三镜片群位于所述广角端位置时，自第一镜片群至第 二镜片群之间的空气间隔值；Dtl-2是当所述第二镜片群与第三镜片群位于所述望远端位置时，自第一镜片群至第二镜片群之间的空气间隔值；fV是当所述第二镜片群与第三镜片群位于所述广角端位置时，所述微型光学变焦镜头 的有效焦距值。
7.根据权利要求6所述的微型光学变焦镜头，其特征在于，所述第一镜片群具有单一 的一第一透镜，所述第二镜片群具有一第二透镜及一第三透镜共两透镜，所述第三镜片群 具有单一的一第四透镜；并且，所述微型光学变焦镜头更符合下列条件2. 8 ≤ ft/fw ≤ 3. 2 ；11. 5 < Dwl-2/Dw2-3 < 18. 5 ；Dtl-2/Dt2-3 < 0. 2 ；0.32 < SQRT (fG2 X fG3) /Dw < 0. 50 ；1.25 < (fw_a)/(fg2_a*fg3_a) < 2. 15 ；0. 12 < abs (BFL_w-BFL_t) /fw < 0. 35 ；以及，6.5 < [ (Dw 1-2) - (Dt 1-2) ] / [ (BFL_w) - (BFL_t) ] < 10 ；其中，ft是当所述第二镜片群与第三镜片群位于所述望远端位置时，所述微型光学变焦镜头 的有效焦距值；Dw2-3是当所述第二镜片群与第三镜片群位于所述广角端位置时，自第二镜片群至第 三镜片群之间的空气间隔值；Dt2-3是当所述第二镜片群与第三镜片群位于所述望远端位置时，自第二镜片群至第 三镜片群之间的空气间隔值；fG2是第二镜片群的有效焦距值； fG3是第三镜片群的有效焦距值；Dw是当所述第二镜片群与第三镜片群位于所述广角端位置时，所述微型光学变焦镜头 的光学全长值；SQRT代表开根号；fg2是第二透镜的有效焦距值；fg3是第三透镜的有效焦距值；fg2_a = 1/abs(fg2)；fg3_a = 1/abs(fg3)；fw_a = 1/abs(fw)；BFL_w是当所述第二镜片群与第三镜片群位于所述广角端位置时，所述微型光学变焦 镜头的背焦长度值；BFL_t是当所述第二镜片群与第三镜片群位于所述望远端位置时，所述微型光学变焦 镜头的背焦长度值； abs代表绝对值。
8.根据权利要求7所述的微型光学变焦镜头，其特征在于，所述第一透镜为一双凹透 镜且具有两表面(Si)及(S2)，所述光圈的面为(S3)，所述第二透镜为一双凸透镜且具有两 表面(S4)及(S5)，第三透镜具有两表面(S6)及(S7)且为一双凹透镜以及一凸凹透镜其 中之一，所述第四透镜为一双凸透镜且具有两表面(S8)及(S9)；并且，(Si)及(S》为球面，(S4)、(S5)、(S6)、(S7)、(S8)与(S9)均为非球面；此外，所述第二透镜的材质为玻璃； 并且，更包括有一滤光片其位于所述第四透镜与成像面之间。
9.根据权利要求8所述的微型光学变焦镜头，其特征在于，以光轴上的任一位置点向 右为正值、向左为负值来计算距离与厚度，则所述微型光学变焦镜头是符合下列参数值(Si)的曲率半径为-21. 480mm ；(51)与(S2)之间的距离为0.799mm ；(52)的曲率半径为13.280mm ；(52)与(S3)之间的距离为可变；(53)与(S4)之间的距离为Omm；(54)的曲率半径为2.089mm ；(54)与(S5)之间的距离为1.815mm；(55)的曲率半径为-4.121mm ；(55)与(S6)之间的距离为0.303mm ；(56)的曲率半径为-4.934mm ；(56)与(S7)之间的距离为0.769mm ；(57)的曲率半径为1.977mm ；(57)与(S8)之间的距离为可变；(58)的曲率半径为13.479mm ；(58)与(S9)之间的距离为1.308mm ；(59)的曲率半径为-7.028mm ； (S9)与成像面之间的距离为可变；并且，所述第一透镜的材质所具有的折射系数为1. 517且色散系数为64. 167 ；所述第 二透镜的材质所具有的折射系数为1. 584且色散系数为59. 200 ；所述第三透镜的材质所具 有的折射系数为1. 585且色散系数为29. 909 ；所述第四透镜的材质所具有的折射系数为 1.531且色散系数为56. 000。
10.根据权利要求8所述的微型光学变焦镜头，其特征在于，以光轴上的任一位置点向 右为正值、向左为负值来计算距离与厚度，则所述微型光学变焦镜头是符合下列参数值(Si)的曲率半径为-71. 997mm;(51)与(S2)之间的距离为0.4mm;(52)的曲率半径为8.047mm ；(52)与(S3)之间的距离为可变；(53)与(S4)之间的距离为0.038mm ；(54)的曲率半径为2.253mm ；(54)与(S5)之间的距离为1.483mm ；(55)的曲率半径为-6.321mm ；(55)与(S6)之间的距离为0.315mm ；(56)的曲率半径为4.038mm ；(56)与(S7)之间的距离为0.531mm ；(57)的曲率半径为1.084mm ；(57)与(S8)之间的距离为可变；(58)的曲率半径为7.714mm ；(58)与(S9)之间的距离为1.975mm ；(59)的曲率半径为-5.067mm ； (S9)与成像面之间的距离为可变；并且，所述第一透镜的材质所具有的折射系数为1. 497且色散系数为81. 608 ；所述第 二透镜的材质所具有的折射系数为1. 584且色散系数为59. 200 ；所述第三透镜的材质所具 有的折射系数为1. 585且色散系数为29. 909 ；所述第四透镜的材质所具有的折射系数为 1. 531且色散系数为56. 044。
全文摘要
一种微型光学变焦镜头，包括有三镜片群共含四片透镜。第一镜片群具负折射率且固定不动。第二镜片群具正折射率且包含两片透镜，且在所述第二镜片群朝向第一镜片群的侧设有一光圈其是随着第二镜片群移动。第三镜片群是具正折射率。第二镜片群与第三镜片群是可沿一光轴方向相对应位移于至少包括一广角端位置以及一望远端位置之间。其中，微型光学变焦镜头符合下列条件11.5＜Dw1-2/Dw2-3＜18.5；以及，Dt1-2/Dt2-3＜0.2。其中，Dw1-2、Dw2-3分别是在广角端位置时，自第一镜片群至第二镜片群之间的空气间隔值及自第二镜片群至第三镜片群之间的空气间隔值；Dt1-2、Dt2-3分别是在望远端位置时，自第一镜片群至第二镜片群之间的空气间隔值及自第二镜片群至第三镜片群之间的空气间隔值。
文档编号G02B15/177GK102053349SQ20091021230
公开日2011年5月11日 申请日期2009年11月4日 优先权日2009年11月4日
发明者徐辰二, 翁智伟, 胡朝彰, 陈树山 申请人:台湾东电化股份有限公司