專利名稱：：變焦鏡頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種變焦鏡頭，特別是應(yīng)用于相機(jī)的數(shù)字式或非數(shù)字式的實像(RealImage)取像裝置的變焦鏡頭。技術(shù)背景近年來，手機(jī)、便攜式數(shù)字助理(PDA)及筆記本電腦等電子裝置，已逐漸配備有用于進(jìn)行攝影的鏡頭模塊。此種鏡頭模塊大多要求體積小、良好的影像分辨率，同時又要兼顧重量輕的攜帶便利性，因此已知的鏡頭模塊大多采用三群結(jié)構(gòu)。隨著半導(dǎo)體制程技術(shù)的進(jìn)步，使得非球面鏡可以大量地應(yīng)用于攝影鏡頭上。但是習(xí)用的負(fù)正正三群結(jié)構(gòu)變焦鏡頭，因為主要變倍系是以二群為主，而二群所需的移動量較大，同時隨變倍率增加，成像性會變化過大，因此目前已研發(fā)四群結(jié)構(gòu)的鏡頭，通過增加鏡片的數(shù)量，以克服三群結(jié)構(gòu)的缺陷。然而四群結(jié)構(gòu)在鏡片數(shù)量上較多，成本過高，無法提供較佳成像品質(zhì)。因此如何使用最少鏡片數(shù)量提供高分辨率的成像，實為此領(lǐng)域所必須克服困難的地方。
發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對于現(xiàn)有技術(shù)的前述缺陷，提供一種變焦鏡頭，可滿足高影像分辨率的要求，并可降低成本和縮小體積。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是，提供一種變焦鏡頭，自物端至成像端于光軸上依序包含負(fù)的第一鏡片組；在從廣角端至望遠(yuǎn)端變焦時、向物體側(cè)方向移動并靠近所述第一鏡片組的正的第二鏡片組；在從廣角端至望遠(yuǎn)端變焦時、向物體側(cè)方向移動并遠(yuǎn)離所述第二鏡片組的負(fù)的第三鏡片組；正的第四鏡片組；正的第五鏡片組。在本發(fā)明所述的變焦鏡頭中，所述變焦鏡頭滿足以下條件fT.Y其中f.為廣角端焦點距離；fT為望遠(yuǎn)端焦點距離；Y為成像面對角最大長度；"為鏡頭處于廣角端時，物體側(cè)的第一片鏡片的第一面至成像面的長度。在本發(fā)明所述的變焦鏡頭中，第五鏡片組包含有非球面鏡片，其滿足以下條件其中f5i代表所述非球面鏡片的焦距。在本發(fā)明所述的變焦鏡頭中，所述第一鏡片組包含有雙面非球面鏡片，其色散系數(shù)的亞伯?dāng)?shù)Vd》63。在本發(fā)明所述的變焦鏡頭中，第一鏡片組于變焦時，先向像面?zhèn)确较蛞苿樱笤傧蛭矬w側(cè)方向移動，使第一鏡片組與第二鏡片組間的間距變小，而第二鏡片組與第三鏡片組之間的間距變大。在本發(fā)明所述的變焦鏡頭中，第一鏡片組于變焦時，固定不動。在本發(fā)明所述的變焦鏡頭中，所述第二鏡片組包含有一枚雙面非球面鏡片。在本發(fā)明所述的變焦鏡頭中，第三鏡片組包含有一枚雙凸透鏡及一枚雙凹透鏡，二者互相接合成接合鏡片。在本發(fā)明所述的變焦鏡頭中，所述第四鏡片組包含有一枚鏡片，其于對焦作動時，向物體側(cè)方向移動，接近第三鏡片組，使第三鏡片組與第四鏡片組間的間距變小。在本發(fā)明所述的變焦鏡頭中，所述第四鏡片組于變焦時還兼為補(bǔ)正系，與第一鏡片組、第二鏡片組同時移動，進(jìn)行變焦作業(yè)后，而后再單獨移動，進(jìn)行對焦作業(yè)。在本發(fā)明所述的變焦鏡頭中，所述的第四鏡片組為單一鏡片。在本發(fā)明所述的變焦鏡頭中，第五鏡片組固定于光軸上。本發(fā)明的優(yōu)點在于，采用負(fù)正負(fù)正正的五群鏡片組為架構(gòu)，使得本發(fā)明的變焦鏡頭具有小型化且低成本的優(yōu)點。另外，本發(fā)明的變焦鏡頭內(nèi)的鏡片均可采用塑料材質(zhì)制作，以降低成本。下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中圖1是本發(fā)明變焦鏡頭的結(jié)構(gòu)示意圖，顯示變焦鏡頭從廣角端變焦至望遠(yuǎn)端時各鏡片組之間的位置關(guān)系。圖2A至2C是本發(fā)明的第一實施例中變焦鏡頭分別位于廣角端、中間角度端及望遠(yuǎn)端的非點像差示意圖。圖3A至3C是本發(fā)明的第一實施例中變焦鏡頭分別位于廣角端、中間角度端及望遠(yuǎn)端的歪曲像差示意圖。圖4A至4C是本發(fā)明的第一實施例中變焦鏡頭分別位于廣角端、中間角度端及望遠(yuǎn)端的倍率色像差示意圖。圖5A至5C是本發(fā)明的第一實施例中變焦鏡頭分別位于廣角端、中間角度端及望遠(yuǎn)端的球面像差示意圖。圖6A至圖6C是本發(fā)明的第一實施例中變焦鏡頭分別位于廣角端、中間角度端及望遠(yuǎn)端的慧星像差示意圖。圖7A至圖7C是本發(fā)明的第二實施例中變焦鏡頭分別位于廣角端、中間角度端及望遠(yuǎn)端的非點像差示意圖。圖8A至圖8C是本發(fā)明的第二實施例中變焦鏡頭分別位于廣角端、中間角度端及望遠(yuǎn)端的歪曲像差示意圖。圖9A至圖9C是本發(fā)明的第二實施例中變焦鏡頭分別位于廣角端、中間角度端及望遠(yuǎn)端的倍率色像差示意圖。圖IOA至圖10C是本發(fā)明的第二實施例中變焦鏡頭分別位于廣角端、中間角度端及望遠(yuǎn)端的球面像差示意圖。圖IIA至圖11C是本發(fā)明的第二實施例中變焦鏡頭分別位于廣角端、中間角度端及望遠(yuǎn)端的慧星像差示意圖。圖12A至圖12C是本發(fā)明的第三實施例中變焦鏡頭分別位于廣角端、中間角度端及望遠(yuǎn)端的非點像差示意圖。圖13A至圖13C是本發(fā)明的第三實施例中變焦鏡頭分別位于廣角端、中間角度端及望遠(yuǎn)端的歪曲像差示意圖。圖14A至圖14C是本發(fā)明的第三實施例中變焦鏡頭分別位于廣角端、中間角度端及望遠(yuǎn)端的球面像差示意圖。圖15A至圖15C是本發(fā)明的第三實施例中變焦鏡頭分別位于廣角端、中間角度端及望遠(yuǎn)端的倍率色像差示意圖。圖16A至圖16C是本發(fā)明的第三實施例中變焦鏡頭分別位于廣角端、中間角度端及望遠(yuǎn)端的慧星像差示意圖。圖17A至圖17C是本發(fā)明的第四實施例中變焦鏡頭分別位于廣角端、中間角度端及望遠(yuǎn)端的非點像差示意圖。圖18A至圖18C是本發(fā)明的第四實施例中變焦鏡頭分別位于廣角端、中間角度端及望遠(yuǎn)端的歪曲像差示意圖。圖19A至圖19C是本發(fā)明的第四實施例中變焦鏡頭分別位于廣角端、中間角度端及望遠(yuǎn)端的球面像差示意圖。圖20A至圖20C是本發(fā)明的第四實施例中變焦鏡頭分別位于廣角端、中間角度端及望遠(yuǎn)端的倍率色像差示意圖。圖21A至圖21C是本發(fā)明的第四實施例中變焦鏡頭分別位于廣角端、中間角度端及望遠(yuǎn)端的慧星像差示意圖。具體實施方式有關(guān)本發(fā)明的前述及其它技術(shù)內(nèi)容、特點與功效，在以下配合附圖的較佳實施例的詳細(xì)說明中，將可清楚的呈現(xiàn)。本發(fā)明的變焦鏡頭可以應(yīng)用于影像擷取裝置或攝影裝置，用來將目標(biāo)物成像于影像感測組件，其基本結(jié)構(gòu)顯示于圖1內(nèi)，其中標(biāo)示"T"的下方圖代表望遠(yuǎn)端的情形，而標(biāo)示"W"的上方圖則代表廣角端的情形。在光軸10上，本發(fā)明變焦鏡頭自物端(物體側(cè))OBJ至成像端(像面?zhèn)?IMA依序含有負(fù)的第一鏡片組1、光闌(圖中以垂直于光軸10且位于第一鏡片組1及第二鏡片組2之間的直線表示)、正的第二鏡片組2、負(fù)的第三鏡片組3、正的第四鏡片組4、正的第五鏡片組5、示意地代表攝影單元的玻璃蓋和低通濾波器等的玻璃件6，以及感光組件。在構(gòu)造上，本發(fā)明的變焦鏡頭滿足以下的條件式fT.Y其中fw為廣角端焦點距離，fr為望遠(yuǎn)端焦點距離，Y為成像面對角最大長度，Lw為鏡頭于廣角端的全長，即鏡頭處于廣角端時，最靠近物體側(cè)的第一片鏡片的第一面至成像面的長度。本發(fā)明變焦鏡頭在變焦時，正的第二鏡片組2、負(fù)的第三鏡片組3會向物體側(cè)方向移動，而同時第一鏡片組1會先向像面?zhèn)确较蛞苿?，而后再向物體側(cè)方向移動，以使得第一鏡片組1與第二鏡片組2間的間距變小，而第二鏡片組2與第三鏡片組3間的間距變大。但第五鏡片組5則固定不動。光闌(與快門)設(shè)置于第二鏡片組2之前而位于第一鏡片組1與第二鏡片組2之間，其在變焦作業(yè)時與第二鏡片組2—起移動。對于不同的攝影物距，可移動第四鏡片組4對焦，使成像面位于攝影裝置的感光組件上。第一鏡片組l在變焦時，亦可以保持固定不動，不參與變焦作業(yè)。最好第二鏡片組2、第四鏡片組4、第五鏡片組5均使用塑料材質(zhì)制作。本發(fā)明的變焦鏡頭采用負(fù)正負(fù)正正的五群鏡片組為架構(gòu)，具有小型化、低成本且重量輕的優(yōu)點。在結(jié)構(gòu)上，本發(fā)明的變焦鏡頭可詳述如下。第一鏡片組1由一枚雙面非球面透鏡11所構(gòu)成，其屈光率為負(fù)，且其色散系數(shù)(亞伯?dāng)?shù)，Abbe)V論63。第二鏡片組2由一枚雙面非球面透鏡21構(gòu)成，其屈光率為正。第三鏡片組3系由一枚雙凸透鏡31與一枚雙凹透鏡32接合而成，其整體屈光率為負(fù)。第四鏡片組4由一枚鏡片41構(gòu)成，該鏡片可于對焦時，沿著光軸朝向物體側(cè)方向移動，接近第三鏡片組3，使第三鏡片組3與第四鏡片組4間的間距變小，該第四鏡片組4的屈光率為正，具有變倍或修正隨物距變化產(chǎn)生的像面變動的能力(對焦)，其材質(zhì)可使用塑料材質(zhì)或玻璃材質(zhì)。此第四鏡片組4亦可兼作補(bǔ)正系使用，與第一鏡片組1、第二鏡片組2同時移動來進(jìn)行變焦作業(yè)，而后再單獨移動進(jìn)行對焦作業(yè)。第五鏡片組5由一枚非球面鏡片51所構(gòu)成，其屈光率為正，相對于未顯示于圖面的鏡筒保持固定不動。最好此非球面鏡片是使用塑料材質(zhì)。本發(fā)明的變焦鏡頭亦滿足于以下條件式L、0.9《51其中f^為第五鏡片組中的非球面鏡片51的焦距，Lw為鏡頭位于廣角端時的全長。本發(fā)明變焦鏡頭所用的鏡片的非球面形狀可以下式表達(dá)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>其中z代表沿光軸方向自透鏡最凸點的距離，h表示相對于光軸的距離，r表示基準(zhǔn)球面的曲率半徑，而A、B、C、D、E分別為四階、六階、八階、十階及十二階的非球面系數(shù)。以下以三個具體的實施例來對本發(fā)明的變焦鏡頭進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明第一實施例請同時參閱圖2A至圖2C、圖3A至圖3C、圖4A至圖4C、圖5A至圖5C、圖6A至圖6C、表一、表二及表三。其中，圖2A至圖2C所示為第一實施例中本發(fā)明的變焦鏡頭分別位于廣角端(Wide-AngleEnd)、中間角度端(Medium-AngleEnd)和望遠(yuǎn)端(TelephotoEnd)的非點像差(Astigmatism);圖3A至圖3C所示為相應(yīng)的歪曲像差(Distortion);圖4A至圖4C所示為相應(yīng)的倍率色像差(ChromaticAberration);圖5A至圖5C所示為相應(yīng)的球面像差(SphericalAberration);而圖6A至圖6C所示則為相應(yīng)的慧星像差(ComaAberration)。其中，2w代表視角，M代表子午面(MeridionalPlane),S代表弧矢面(SagittalPlane),g代表g線，d代表d線。表一中列出實施例一的變焦鏡頭的具體數(shù)值。在表中，R代表透鏡面的曲率半徑，D表示透鏡的厚度或空氣間隔，Nd表示透鏡d線處的折射率，Vd表示以d線為基準(zhǔn)的亞伯?dāng)?shù)，下文中的表面序號均代表從物側(cè)開始的各光學(xué)組件表面的順序編號(配合圖1中所示的光學(xué)組件)。表一<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>表二<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>表二所示為本發(fā)明第一實施例中變焦鏡頭的非球面表面的相關(guān)參數(shù)表。其中，K為錐度常數(shù)；A、B、C和D分別為四階、六階、八階和十階的非球面系數(shù)。表三<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>表三所示為本發(fā)明第一實施例中變焦鏡頭分別位于廣角端、中間角度端和望遠(yuǎn)端時，第一鏡片組1與第二鏡片組2之間的距離、第二鏡片組2與第三鏡片組3之間的距離、第三鏡片組3與第四鏡片組4之間的距離以及第四鏡片組4與第五鏡片組5之間的距離。其中，Dl代表自第一鏡片組1最靠近成像面的表面至第二鏡片組2最靠近物體側(cè)的表面之間的、沿光軸方向的距離；D2代表自第二鏡片組2最靠近成像面的表面至第三鏡片組3最靠近物體側(cè)的表面之間的、沿光軸方向的距離；D3代表自第三鏡片組3最靠近成像面的表面至第四鏡片組4最靠近物體側(cè)的表面之間的、沿光軸方向的距離；D4代表自第四鏡片組4最靠近成像面的表面至第五鏡片組5最靠近物體側(cè)的表面之間的、沿光軸方向的距離；fw、fM、fr為本發(fā)明變焦鏡頭分別位于廣角端、中間角度端和望遠(yuǎn)端時的焦距。第二實施例請同時參閱圖7A至圖7C、圖8A至圖8C、圖9A至圖9C、圖10A至圖IOC、圖11A至圖11C、表四、表五及表六。其中，圖7A至圖7C所示為第二實施例中本發(fā)明的變焦鏡頭分別位于廣角端、中間角度端和望遠(yuǎn)端的非點像差；圖8A至圖8C所示為相應(yīng)的歪曲像差；圖9A至圖9C所示為相應(yīng)的倍率色像差；圖IOA至圖IOC所示為相應(yīng)的球面像差；而圖IIA至圖IIC所示則為相應(yīng)的慧星像差。表四中列出實施例二的變焦鏡頭的具體數(shù)值。表四<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>表五<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>表六<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>第二實施例中，非球面的相關(guān)參數(shù)則如表五所示。表六所示為在第二實施例中本發(fā)明變焦鏡頭分別位于廣角端、中間角度端和望遠(yuǎn)端時，鏡片組之間的距離。第三實施例請同時參閱圖12A至圖12C、圖13A至圖13C、圖14A至圖14C、圖15A至圖15C、圖16A至圖16C、表七、表八及表九。其中，圖12A至圖12C所示為第三實施例中本發(fā)明的變焦鏡頭分別位于廣角端W、中間角度端M和望遠(yuǎn)端T的非點像差；圖13A至圖13C所示為相應(yīng)的歪曲像差；圖14A至圖14C所示為相應(yīng)的球面像差；圖15A至圖15C所示為相應(yīng)的倍率色像差；而圖16A至圖16C所示則為相應(yīng)的慧星像差。表七列出本發(fā)明第三實施例的變焦鏡頭的具體數(shù)值。表七<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>表八<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>表九<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>第三實施例中，非球面的相關(guān)參數(shù)則如表八所示。表九所示為第三實施例中本發(fā)明的變焦鏡頭分別位于廣角端、中間角度端和望遠(yuǎn)端時，鏡片組之間的距離。第四實施例請同時參閱圖17A至圖17C、圖18A至圖18C、圖19A至圖19C、圖20A至圖20C、圖21A至圖2iC、表十、表"1^一及表十二。其中，圖17A至圖17C所示為本發(fā)明第四實施例中的變焦鏡頭分別位于廣角端W、中間角度端M和望遠(yuǎn)端T的非點像差；圖18A至圖18C所示為相應(yīng)的歪曲像差；圖19A至圖19C所示為相應(yīng)的球面像差；圖20A至圖20C所示為相應(yīng)的倍率色像差；而圖21A至圖21C所示則為相應(yīng)的慧星像差。表十列出本發(fā)明第四實施例的變焦鏡頭的具體數(shù)值。表十<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>表十一<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>表十二<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>第四實施例中，非球面的相關(guān)參數(shù)則如表十一所示。表十二所示為在本實施例中本發(fā)明變焦鏡頭分別位于廣角端、中間角度端和望遠(yuǎn)端時，鏡片組之間的距離。表十三<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>表十三所示分別為第一、第二、第三以及第四實施例中，本發(fā)明變焦鏡頭位于廣角端的全長Lw、本發(fā)明的變焦鏡頭于望遠(yuǎn)端的焦距fT、本發(fā)明的變焦鏡頭于廣角端的焦距fw、第五鏡片組的鏡片51的焦距f5、以及感光組件的成像面對角最大長度Y。上述參數(shù)滿足如下關(guān)系-<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>其中，第一實施例的值為1.18，實施例二的值為0.94，實施例三的值為1.18，實施例四的值為1.01。且上述參數(shù)亦滿足如下關(guān)系-<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>其中，實施例一的值為1.41，實施例二的值為1.06，實施例三的值為1.52，實施例四的值為1.20。從上述相應(yīng)的像差圖可知，通過本實施例這樣的玻璃球面透鏡與塑料非球面透鏡的組合，可以減小像差，獲得良好的光學(xué)性能。以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，不能以此限定本發(fā)明實施的范圍，凡依本發(fā)明權(quán)利要求及發(fā)明說明內(nèi)容所作的簡單的等效變化與修飾，仍屬本發(fā)明專利涵蓋的范圍內(nèi)。權(quán)利要求1.一種變焦鏡頭，其特征在于，自物端至成像端于光軸上依序包含負(fù)的第一鏡片組；在從廣角端至望遠(yuǎn)端變焦時、向物體側(cè)方向移動并靠近所述第一鏡片組的正的第二鏡片組；在從廣角端至望遠(yuǎn)端變焦時、向物體側(cè)方向移動并遠(yuǎn)離所述第二鏡片組的負(fù)的第三鏡片組；正的第四鏡片組；正的第五鏡片組。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其特征在于，所述變焦鏡頭滿足以下條件<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>其中f;為廣角端焦點距離；fr為望遠(yuǎn)端焦點距離；Y為成像面對角最大長度；"為鏡頭處于廣角端時，物體側(cè)的第一片鏡片的第一面至成像面的長度。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變焦鏡頭，其特征在于，第五鏡片組包含有非球面鏡片，其滿足以下條件-士51其中fs,代表所述非球面鏡片的焦距。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變焦鏡頭，其特征在于，所述第一鏡片組包含有雙面非球面鏡片，其色散系數(shù)的亞伯?dāng)?shù)Vd^63。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變焦鏡頭，其特征在于，第一鏡片組于變焦時，先向像面?zhèn)确较蛞苿?，而后再向物體側(cè)方向移動，使第一鏡片組與第二鏡片組間的間距變小，而第二鏡片組與第三鏡片組之間的間距變大。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變焦鏡頭，其特征在于，第一鏡片組于變焦時，固定不動。7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變焦鏡頭，其特征在于，所述第二鏡片組包含有一枚雙面非球面鏡片。8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變焦鏡頭，其特征在于，第三鏡片組包含有一枚雙凸透鏡及一枚雙凹透鏡，二者互相接合成接合鏡片。9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變焦鏡頭，其特征在于，所述第四鏡片組包含有一枚鏡片，其于對焦作動時，向物體側(cè)方向移動，接近第三鏡片組，使第三鏡片組與第四鏡片組間的間距變小。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的變焦鏡頭，其特征在于，所述第四鏡片組于變焦時還兼為補(bǔ)正系，與第一鏡片組、第二鏡片組同時移動，進(jìn)行變焦作業(yè)后，而后再單獨移動，進(jìn)行對焦作業(yè)。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的變焦鏡頭，其特征在于，所述的第四鏡片組為單一鏡片。12.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變焦鏡頭，其特征在于，第五鏡片組固定于光軸上。全文摘要本發(fā)明涉及一種變焦鏡頭，自物端至成像端依序包含有負(fù)的第一鏡片組、正的第二鏡片組、負(fù)的第三鏡片組、正的第四鏡片組、正的第五鏡片組、當(dāng)變焦鏡頭由廣角端至望遠(yuǎn)端作焦點距離變化時，第二鏡片組、第三鏡片組向物體側(cè)方向移動，以縮小第一和第二透鏡間的間距并加大第二及第三透鏡組間的間距。第四鏡片組于對焦時移動。此變焦鏡頭滿足以下條件其中f<sub>w</sub>為廣角端焦點距離；f<sub>T</sub>為望遠(yuǎn)端焦點距離；Y為成像面對角最大長度；L<sub>W</sub>為鏡頭處于廣角端時，物體側(cè)的第一片鏡片的第一面至成像面的長度。文檔編號G02B15/177GK101276047SQ20071009362公開日2008年10月1日申請日期2007年3月27日優(yōu)先權(quán)日2007年3月27日發(fā)明者張裕民申請人:亞洲光學(xué)股份有限公司