变焦镜头的制作方法
【专利摘要】一种变焦镜头，其包括由放大侧往缩小侧依次排列的第一透镜群及第二透镜群。第一透镜群具有负屈光度，且包括由放大侧往缩小侧依次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜及第四透镜，且第一透镜、第二透镜、第三透镜及第四透镜的屈光度依次为负、负、负及正。第二透镜群具有正屈光度，且包括由放大侧往缩小侧依次排列的第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜及第九透镜，且第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜及第九透镜的屈光度依次为正、负、正、负及正。
【专利说明】变焦镜头
【技术领域】
[0001]本发明是有关于一种光学镜头，且特别是有关于一种变焦镜头。
【背景技术】
[0002]随着光电技术的进步，影像感测装置(例如相机、摄影机等)已普遍地应用于日常生活的各领域中，或工厂的产线中，以取代原本人眼或人工所能作的事情。如此一来，人类便能够拥有更充裕的时间与人力，去从事更为重要的事。另一方面，影像感测装置的使用还可以让人们去注意到平时人眼所不容易注意到的地方，或在无人的状况下仍达成有效的监控效果。
[0003]在影像感测装置中，除了影像感测器(如电荷耦合元件(charge coupleddevice, CCD)或互补式金氧半导体感测兀件(complementary metal oxide semiconductorsensor, CMOS sensor)等)的品质会对所检测到的影像品质产生决定性的影响之外,光学镜头的品质亦是关键所在。因此，如何适当地设计镜头以达到良好的影像品质，一直是镜头设计者所关注的。
[0004]美国专利第5155629 号、第 5329402 号、第 7933075 号、第 7557839 号、第 6839183号、第7944620号、第7184220号、第6917477号及第6809882号提出了变焦镜头。此外，美国专利第7075719号提出了一种投影镜头。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种变焦镜头，具有体积小、广视角、高解晰度、大光圈及良好的红外矫正等优点。
[0006]本发明的其他目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。
[0007]为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明的一实施例提出一种变焦镜头，用以配置于放大侧与缩小侧之间。此变焦镜头包括第一透镜群及第二透镜群。第一透镜群配置于放大侧与缩小侧之间，且具有负屈光度(refractive power)。第一透镜群包括由放大侧往缩小侧依次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜及第四透镜，且第一透镜、第二透镜、第三透镜及第四透镜的屈光度依次为负、负、负及正。第二透镜群配置于第一透镜群与缩小侧之间，且具有正屈光度。第二透镜群包括由放大侧往缩小侧依次排列的第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜及第九透镜，且第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜及第九透镜的屈光度依次为正、负、正、负及正。变焦镜头符合-2.8<fl/fw<-2.3及
0.6< I fl/f2 I〈0.9，其中 fI 为第一透镜群的有效焦距(effective focal length, EFL),f2为第二透镜群的有效焦距，且fw为变焦镜头于广角端时的有效焦距。
[0008]基于上述，由于本发明的实施例的变焦镜头具有屈光度由放大侧往缩小侧依次为负、负、负、正、正、负、正、负及正的透镜组合，且符合-2.8〈fl/fw〈-2.3及0.6〈 I fl/f2 I〈0.9，因此本发明的实施例的变无镜头兼具广视角与良好的成像品质。【专利附图】
【附图说明】
[0009]为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
[0010]图1A至图1C为本发明的一实施例的变焦镜头分别于广角端、中间位置与望远端的结构示意图。
[0011]图2A至图2C为图1A的变焦镜头于广角端时的光学模拟数据图。
[0012]图3A至图3C为图1B的变焦镜头于中间位置时的光学模拟数据图。
[0013]图4A至图4C为图1C的变焦镜头于望远端时的光学模拟数据图。
[0014]图5A至图5C为本发明的另一实施例的变焦镜头分别于广角端、中间位置与望远端的结构示意图。
[0015]图6A至图6C为图5A的变焦镜头于广角端时的光学模拟数据图。
[0016]图7A至图7C为图5B的变焦镜头于中间位置时的光学模拟数据图。
[0017]图8A至图SC为图5C的变焦镜头于望远端时的光学模拟数据图。
【具体实施方式】
[0018]有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的一较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如:上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。
[0019]图1A至图1C为本发明的一实施例的变焦镜头分别于广角端、中间位置与望远端的结构示意图。请参照图1A至图1C，本实施例的变焦镜头100用以配置于放大侧与缩小侧之间。变焦镜头100包括第一透镜群110及第二透镜群120。第一透镜群110配置于放大侧与缩小侧之间，且具有负屈光度。第一透镜群110包括由放大侧往缩小侧依次排列的第一透镜111、第二透镜112、第三透镜113及第四透镜114，且第一透镜111、第二透镜112、第三透镜113及第四透镜114的屈光度依次为负、负、负及正。第二透镜群120配置于第一透镜群110与缩小侧之间，且具有正屈光度。第二透镜群120包括由放大侧往缩小侧依次排列的第五透镜121、第六透镜122、第七透镜123、第八透镜124及第九透镜125，且第五透镜121、第六透镜122、第七透镜123、第八透镜124及第九透镜125的屈光度依次为正、负、正、负及正。
[0020]在本实施例中，变焦镜头100符合-2.8〈fl/fw〈-2.3及0.6〈 I fl/f2 I〈0.9，其中π为第一透镜群110的有效焦距，f2为第二透镜群120的有效焦距，且fw为变焦镜头100于广角端时的有效焦距。
[0021]在本实施例中，第一透镜111、第二透镜112、第三透镜113及第四透镜114均为球面透镜(spherical lens)，且第五透镜121、第六透镜122、第七透镜123、第八透镜124及第九透镜125中至少有二者为非球面透镜(aspheric lens)。具体而言,在本实施例中,第五透镜121例如为非球面透镜，而第九透镜125例如为非球面透镜，且第六透镜122、第七透镜123及第八透镜124例如为球面透镜。
[0022]在本实施例中，变焦镜头100还包括孔径光阑(aperture stop) 130，其配置于第一透镜群I1与第二透镜群120之间。在本实施例中，第二透镜群120为变焦群，且第一透镜群110为对焦群。此外，在本实施例中，当变焦镜头100由广角端往望远端变化时，孔径光阑130的位置相对于缩小侧维持不变，且第一透镜群110与第二透镜群120往孔径光阑130靠近，例如由图1A的状态变化到图1B的状态，然后再变化到图1C的状态。
[0023]在本实施例中，第三透镜113与第四透镜114形成双胶合透镜(double cementedlens) 115，且第六透镜122与第七透镜123形成双胶合透镜126。此外，在本实施例中，第一透镜111例如为凸面朝向放大侧的凸凹透镜(convex-concave I ens )，第二透镜112例如为双凹透镜(biconcave lens)，第三透镜113例如为凸面朝向放大侧的凸凹透镜，第四透镜114例如为凸面朝向放大侧的凹凸透镜(concave-convex lens)，第五透镜121例如为双凸透镜(biconvex lens)，第六透镜122例如为凸面朝向放大侧的凸凹透镜，第七透镜123例如为双凸透镜，第八透镜124例如为凸面朝向放大侧的凸凹透镜，且第九透镜125例如为双凸透镜。此外，在本实施例中，缩小侧可配置有影像感测器60，而位于放大侧的景物可被变焦镜头100成像于影像感测器60上。影像感测器60例如为数位微镜元件或互补式金氧半导体感测元件。当变焦镜头100变焦时，孔径光阑130的位置相对于影像感测器60的位置维持不变。
[0024]本实施例的变焦镜头100采用屈光度由放大侧往缩小侧依次为负、负、负、正、正、负、正、负及正的透镜组合，第一透镜群110与第二透镜群120的屈光度分别为负与正，且变焦时第一透镜群110与第二透镜群120皆相对于缩小侧移动(即相对于孔径光阑130移动)，因此本实施例的变焦镜头100可达到小型化、画面无暗角及广视角的效果。举例而言，本实施例的变焦镜头100可使在影像感测器60的对角线方向的视场角(2ω) (field ofview, F0V)高达143.2度。此外，本实施例的变焦镜头100可达到三百万像素级的分辨率。另外，本实施例的变焦镜头100的部分透镜(例如第七透镜123)可采用低色散的玻璃材质，以提高可见光与红外光的共焦效果。换言之，采用变焦镜头100的影像感测装置在白天检测可见光影像与夜间检测红外光影像时，皆能够检测到对焦良好的清晰影像。再者，本实施例的变焦镜头100可具有大光圈，在一实施例中，变焦镜头的光圈值(f-number)可小至1.4。本实施例的变焦镜头100适于与较大尺寸的影像感测器60作搭配。然而，当本实施例的变焦镜头100与较小尺寸的影像感测器60作搭配时，依然可提供良好的可视范围。
[0025]以下内容将举出变焦镜头100的一实施例。需注意的是，下述的表一、表二及表三中所列的数据资料并非用以限定本发明，任何所属【技术领域】中具有通常知识者在参照本发明之后，当可对其参数或设定作适当的更动，但其仍应属于本发明的实施范围内。
[0026](表一)
[0027]
【权利要求】
1.一种变焦镜头，用以配置于一放大侧与一缩小侧之间，该变焦镜头包括一第一透镜群以及一第二透镜群， 该第一透镜群，配置于该放大侧与该缩小侧之间，且具有负屈光度，该第一透镜群包括由该放大侧往该缩小侧依次排列的一第一透镜、一第二透镜、一第三透镜及一第四透镜，且该第一透镜、该第二透镜、该第三透镜及该第四透镜的屈光度依次为负、负、负及正； 该第二透镜群，配置于该第一透镜群与该缩小侧之间，且具有正屈光度，该第二透镜群包括由该放大侧往该缩小侧依次排列的一第五透镜、一第六透镜、一第七透镜、一第八透镜及一第九透镜，且该第五透镜、该第六透镜、该第七透镜、该第八透镜及该第九透镜的屈光度依次为正、负、正、负及正， 其中，该变焦镜头符合-2.8〈fl/fw〈-2.3及0.6〈 I fl/f2 I〈0.9，其中fI为该第一透镜群的有效焦距，f2为该第二透镜群的有效焦距,且fw为该变焦镜头于广角端时的有效焦距。
2.如权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，该第一透镜、该第二透镜、该第三透镜及该第四透镜均为球面透镜，且该第五透镜、该第六透镜、该第七透镜、该第八透镜及该第九透镜中至少有二者为非球面透镜。
3.如权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，该第五透镜为非球面透镜。
4.如权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，该第九透镜为非球面透镜。
5.如权利要求1所述的变焦镜头，还包括一孔径光阑，该孔径光阑配置于该第一透镜群与该第二透镜群之间。
6.如权利要求5所述的变焦镜头，其特征在于，当该变焦镜头由广角端往望远端变化时，该孔径光阑的位置相对于该缩小侧维持不变，且该第一透镜群与该第二透镜群往该孔径光阑靠近。
7.如权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，该第二透镜群为变焦群，且该第一透镜群为对焦群。
8.如权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，该第三透镜与该第四透镜形成双胶合透镜。
9.如权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，该第六透镜与该第七透镜形成双胶合透镜。
10.如权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，该第一透镜为凸面朝向该放大侧的凸凹透镜，该第二透镜为双凹透镜，该第三透镜为凸面朝向该放大侧的凸凹透镜，该第四透镜为凸面朝向该放大侧的凹凸透镜，该第五透镜为双凸透镜，该第六透镜为凸面朝向该放大侧的凸凹透镜，该第七透镜为双凸透镜，该第八透镜为凸面朝向该放大侧的凸凹透镜，且该第九透镜为双凸透镜。
11.如权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，该第一透镜为凸面朝向该放大侧的凸凹透镜，该第二透镜为双凹透镜，该第三透镜为凸面朝向该放大侧的凸凹透镜，该第四透镜为凸面朝向该放大侧的凹凸透镜，该第五透镜为双凸透镜，该第六透镜为凸面朝向该放大侧的凸凹透镜，该第七透镜为双凸透镜，该第八透镜为双凹透镜，且该第九透镜为凸面朝向该放大侧的凹凸透镜。
【文档编号】G02B15/00GK104035189SQ201310728265
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2013年12月26日 优先权日:2013年3月8日
【发明者】王国权, 曾建雄, 陈凯筠 申请人:扬明光学股份有限公司