專利名稱：變焦鏡頭的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種變焦鏡頭。
背景技術：
輕薄短小且具有較高的變焦倍率是數(shù)碼相機的發(fā)展趨勢。但是現(xiàn)在的高變焦倍率的鏡頭內部需要給各鏡群預留一定的空間，以供各鏡群移動變焦，因此厚度較大。
發(fā)明內容
有鑒于此，有必要提供一種厚度薄且變焦倍率高的變焦鏡頭。一種變焦鏡頭，其包括沿其光軸方向從物端到像端依次排列的一個具有正光焦度的第一透鏡組、一個具有負光焦度的第二透鏡組、一個具有正光焦度的第三透鏡組、一個具有正光焦度的第四透鏡組。所述第一透鏡組、第二透鏡組、第三透鏡組及第四透鏡組在變焦過程中都能夠沿光軸方向移動，以實現(xiàn)變焦。所述變焦鏡頭滿足以下條件式0. 15 < |L3|/Lt < 0. 25其中，L3為所述變焦鏡頭從廣角端到望遠端的變焦過程中，所述第三透鏡組在光軸上的移動矢量，且所述移動矢量從物端到像端為正值，從像端到物端為負值；Lt為所述變焦鏡頭在望遠端時沿光軸方向的總長度。本發(fā)明的變焦鏡頭，不僅可具有較高的變焦倍率，而且在光軸方向的厚度被大大減小。
圖1為本發(fā)明的第一實施方式的變焦鏡頭的結構示意圖。圖2為圖1的變焦鏡頭處于廣角端時的球面像差圖。圖3為圖1的變焦鏡頭處于廣角端時的場曲圖。圖4為圖1的變焦鏡頭處于廣角端時的畸變圖。圖5為圖1的變焦鏡頭處于望遠端時的球面像差圖。圖6為圖1的變焦鏡頭處于望遠端時的場曲圖。圖7為圖1的變焦鏡頭處于望遠端時的畸變圖。圖8為本發(fā)明的第二實施方式的變焦鏡頭的結構示意圖。圖9為圖8的變焦鏡頭處于廣角端時的球面像差圖。圖10為圖8的變焦鏡頭處于廣角端時的場曲圖。圖11為圖8的變焦鏡頭處于廣角端時的畸變圖。圖12為圖8的變焦鏡頭處于望遠端時的球面像差圖。圖13為圖8的變焦鏡頭處于望遠端時的場曲圖。圖14為圖8的變焦鏡頭處于望遠端時的畸變圖。主要元件符號說明
變焦鏡頭100、200第一透鏡組10、210第一透鏡11、211第二透鏡12、212第二透鏡組20、220第三透鏡21、221第四透鏡22、222第五透鏡23、223第三透鏡組30、230第六透鏡31、231第七透鏡32、232第四透鏡組40、240第八透鏡41、241成像面50>250光闌60J60濾光片80J80第九透鏡233遮光片四0
具體實施例方式下面將結合附圖，對本發(fā)明作進一步的詳細說明。請參閱圖1，其為本發(fā)明第一實施方式所提供的變焦鏡頭100的結構示意圖。所述變焦鏡頭100包括沿其光軸方向從物端到像端依序排列的一個具有正光焦度的第一透鏡組10、一個具有負光焦度的第二透鏡組20、一個具有正光焦度的第三透鏡組30、一個具有正光焦度的第四透鏡組40及一成像面50。取像時，光線經(jīng)過第一透鏡組10、第二透鏡組 20、第三透鏡組30、第四透鏡組40，而成像于所述成像面50上，而獲得清晰成像。所述第一透鏡組10、第二透鏡組20、第三透鏡組30及第四透鏡組40都能沿所述變焦鏡頭100的光軸方向移動，以實現(xiàn)變焦。其中，在所述變焦鏡頭100從廣角端到望遠端的變焦過程中，所述第一透鏡組10與所述第二透鏡組20的間距增加；所述第二透鏡組20 與所述第三透鏡組30的間距減?。凰龅谒耐哥R組移動，用于補償所述變焦鏡頭100在變焦過程中物距變化所造成的所述成像面50的位置變化，使得被攝物體能夠清晰的成像在所述成像面50上。所述第一透鏡組10包括從物端到像端依次排列的一個具有負光焦度的第一透鏡 11及一個具有正光焦度的第二透鏡12。所述第一透鏡11的像端表面與所述第二透鏡12的物端表面膠合固定。所述第二透鏡組20包括從物端到像端依次排列的一個具有負光焦度的第三透鏡21、一個具有負光焦度的第四透鏡22及一個具有正光焦度的第五透鏡23。所述第三透鏡組30包括從物端到像端依次排列的一個具有正光焦度的第六透鏡31及一個具有負光焦度的第七透鏡32。所述第四透鏡組40包括從物端到像端依次排列的一個具有正光焦度的第八透鏡41。
所述變焦鏡頭100還包括一個設置于所述第二透鏡組20與所述第三透鏡組30之間的光闌(Aperture stop) 60,以保證所述變焦鏡頭100的整體結構相對于光闌80對稱，有效地降低慧差的影響；同時限制經(jīng)過第二透鏡組20的光線進入第三透鏡組30的光通量，并讓經(jīng)過第三透鏡組30后的光錐更加對稱，使所述變焦鏡頭100的彗差(coma)得以修正。
所述變焦鏡頭100還包括一個設置于所述影像感測器的物側的一個濾光片80。
所述變焦鏡頭100滿足以下條件式
(1) 0. 15 < I L3 | /Lt < 0. 25
其中，L3為所述變焦鏡頭100從廣角端到望遠端的變焦過程中，所述第三透鏡組 30在光軸上的移動矢量，且所述移動矢量從物端到像端為正值，從像端到物端為負值；Lt 為所述變焦鏡頭100在望遠端時沿光軸方向的總長度。若此條件式大于0. 25，則所述第二透鏡組20及所述第三透鏡組30的光焦度過大，使得所述變焦鏡頭100在望遠端時像差過大，需要所述變焦鏡頭100在望遠端時沿光軸方向的總長度過長，才能確保所述變焦鏡頭 100在望遠端的像差得到良好的補正，但這樣不能滿足所述變焦鏡頭100小型化的要求。 若此條件式小于0. 15，則所述第三透鏡組30沿光軸方向的移動量過小，使得所述變焦鏡頭 100在望遠端時的像散會劣化，難以修正，影響所述變焦鏡頭100在望遠端的成像品質。在本實施方式中，L3 = -14. 394mm, Lt = 60. 081mm, L3 | /Lt = 0. 240
優(yōu)選地，為了光學性能更好，所述變焦鏡頭100需滿足以下條件式
(2)0. 15 < f3/ft < 0. 2
其中，f3為所述第三透鏡組30的有效焦距；ft為所述變焦鏡頭100在望遠端的有效焦距。若此條件式大于0. 2，則所述第三透鏡組30的焦距過長，為使所述變焦鏡頭100 的像差平衡及維持變倍比(即所述變焦鏡頭的望遠端的焦距與廣角短的焦距的比值)，則所述第二透鏡組20需焦距變長，即所述第二透鏡組20的光焦度變小，會導致所述變焦鏡頭 100在廣角端時，無法會聚大角度的光線，必須增加所述第一透鏡組10的外徑，導致所述變焦鏡頭100的外徑將會過大。若此條件式小于0. 2，則所述第三透鏡組30的焦距過短，為了使所述變焦鏡頭100的像差平衡及維持變倍比，則需要所述第二透鏡組20的焦距較短，即所述第二透鏡組20的光焦度變大，從而導致所述變焦鏡頭100的橫向色差、軸向色差及球面色差難以補正。在本實施方式中，f3 = 10. 146mm, ft = 57. 900mm, f3/ft = 0. 175。
優(yōu)選地，為了使厚度更薄，所述變焦鏡頭100還需滿足以下條件式
(3) 1.2 < LwX Lt/fw Xft < 7. 8
其中，Lw為所述變焦鏡頭100在廣角端時的沿光軸方向的總長度，fw為所述變焦鏡頭100在廣角端的有效焦距。在本實施方式中，Lw = 37. 814mm, Lt = 60. 081mm, fw = 5. 144mm, ft = 57. 900mm, Lw*Lt/fw*ft = 7. 628。
以透鏡表面中心為原點，光軸為χ軸，透鏡表面的非球面面型表達式為c/z2
^ =-；9 / + Σ^'\ + ^j\-(k + \)c2h2
其中，C為鏡面表面中心的曲率，H = -^JY2+ Z2為從光軸到透鏡表面的高度，k是二次曲面系數(shù)，Ai為第i階的非球面面型系數(shù)。通過將表1至表4 (請參閱下文)的數(shù)據(jù)代入上述表達式，可獲知透鏡表面的非球面形狀。
所述變焦鏡頭100的各光學元件滿足表1-4的條件。下列表(一)中分別列有由5物端到像端依序排列的光學表面、R為各透鏡的光學表面的曲率半徑、D為為對應的光學表面到后一個光學表面的軸上距離(兩個光學表面截得光軸的長度)、Nd為對應透鏡組對d 光(波長為587納米)的折射率，Vd為d光在對應透鏡組的阿貝數(shù)(Abbe number)，f為所
述變焦鏡頭100的有效焦距；Fnumber為所述變焦鏡頭100的光圈數(shù)；2 ω為所述變焦鏡頭 100的視場角。表 1
光學表面面型 R(mm)D (mm) NdVd
第一透鏡11的物端表面球面 19.4870.8422.00129.1347
第一透鏡11的像端表面球面 12.7232.7881.696855.46 (第二透鏡I2的物端表面)
第二透鏡12的像端表面非球面 -1683.17D3——
第三透鏡21的物端表面球面 -1068.0260.5361.74152.6
第三透鏡21的像端表面球面 5.4822.4——
第四透鏡22的物端表面球面 -14.7270.4591.701541.149
第四透鏡22的像端表面球面 34.6190.05——
第五透鏡23的物端表面球面 1 1.0721.182.002719.317
第五透鏡23的像端表面球面 27.746D9——
光闌80的表面平面無窮大0.22——
第六透鏡31的物端表面非球面 4.9662.141.59267.0227
第六透鏡31像端表面非球面 -12.9860.153——
第七透鏡32的物端表面球面 7.0041.1381.80822.76
第七透鏡32的像端表面球面 3.47D14——
第八透鏡41的物端表面球面 19.0532.1331.603438.01
第八透鏡41的像端表面球面 -17.485D16——
濾光片60的像端表面平面無窮大0.81.51664.1
濾光片60的物端表面平面無窮大1.1—…
成像面50平面無窮大———表 權利要求
1.一種變焦鏡頭，其包括沿其光軸方向從物端到像端依次排列的一個具有正光焦度的第一透鏡組、一個具有負光焦度的第二透鏡組、一個具有正光焦度的第三透鏡組、一個具有正光焦度的第四透鏡組，所述第一透鏡組、第二透鏡組、第三透鏡組及第四透鏡組在變焦過程中都能夠沿光軸方向移動，以實現(xiàn)變焦，所述變焦鏡頭滿足以下條件式0. 15 < L3 I /Lt < 0. 25其中，L3為所述變焦鏡頭從廣角端到望遠端的變焦過程中，所述第三透鏡組在光軸上的移動矢量，且所述移動矢量從物端到像端為正值，從像端到物端為負值；Lt為所述變焦鏡頭在望遠端時沿光軸方向的總長度。
2.如權利要求1所述的變焦鏡頭，其特征在于，所述變焦鏡頭還滿足以下條件式0. 15 < f3/ft < 0. 2其中，f3為所述第三透鏡組的有效焦距；ft為所述變焦鏡頭在望遠端的有效焦距。
3.如權利要求2所述的變焦鏡頭，其特征在于，所述變焦鏡頭滿足以下條件式1.2 < LwXLt/fwXft < 7. 8其中，Lw為所述變焦鏡頭在廣角端時的沿光軸方向的總長度，fw為所述變焦鏡頭在廣角端時的有效焦距。
4.如權利要求1所述的變焦鏡頭，其特征在于，所述第一透鏡組包括沿光軸方向從物端到像端依次排列的一個具有負光焦度的第一透鏡及一個具有正光焦度的第二透鏡，所述第一透鏡的像端表面與所述第二透鏡的物端表面膠合固定。
5.如權利要求1所述的變焦鏡頭，其特征在于，所述第二透鏡組包括沿光軸方向從物端到像端依次排列的一個具有負光焦度的第三透鏡、一個具有負光焦度的第四透鏡及一個具有正光焦度的第五透鏡。
6.如權利要求1所述的變焦鏡頭，其特征在于，所述第三透鏡組包括沿光軸方向從物端到像端依次排列的一個具有正光焦度的第六透鏡與一個具有負光焦度的第七透鏡。
7.如權利要求1所述的變焦鏡頭，其特征在于，所述第四透鏡組包括一個具有正光焦度的第八透鏡。
8.如權利要求1所述的變焦鏡頭，其特征在于，所述第三透鏡組包括沿光軸方向從物端到像端依次排列的一個具有正光焦度的第六透鏡、一個具有正光焦度的第七透鏡及一個具有負光焦度的第九透鏡。
9.如權利要求8所述的變焦鏡頭，其特征在于，所述變焦鏡頭還包括一個遮光片，所述遮光片設置于所述第三透鏡組與所述第四透鏡組之間。
10.如權利要求1所述的變焦鏡頭，其特征在于，所述變焦鏡頭還包括一個光闌，所述光闌位于所述第二透鏡組與所述第三透鏡組之間。
全文摘要
一種變焦鏡頭，其包括沿其光軸方向從物端到像端依次排列的一個具有正光焦度的第一透鏡組、一個具有負光焦度的第二透鏡組、一個具有正光焦度的第三透鏡組、一個具有正光焦度的第四透鏡組。所述第一透鏡組、第二透鏡組、第三透鏡組及第四透鏡組在變焦過程中都能沿光軸方向移動，以實現(xiàn)變焦。所述變焦鏡頭滿足條件式0.15＜|L3|/Lt＜0.25，其中，L3為所述變焦鏡頭從廣角端到望遠端的變焦過程中，所述第三透鏡組在光軸上的移動矢量，且所述移動矢量從物端到像端為正值，從像端到物端為負值；Lt為所述變焦鏡頭在望遠端時沿光軸方向的總長度。本發(fā)明的變焦鏡頭，具有較高變焦倍率，且在光軸方向的厚度變薄。
文檔編號G02B15/16GK102478705SQ201010553220
公開日2012年5月30日 申請日期2010年11月22日 優(yōu)先權日2010年11月22日
發(fā)明者彭芳英, 柳曉娜, 王圣安, 黃海若 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司