• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    提供一種變焦鏡頭。變焦鏡頭包括第一透鏡組、第二透鏡組與第三透鏡組。第一透鏡組包括至少一透鏡。第二透鏡組包括至少一透鏡。第一透鏡組、第二透鏡組與第三透鏡組係從物方側至像方側的方向依序排列。變焦鏡頭係滿足以下條件：NdA<1.65 NdB<1.65 GD2/GD1<1.35 NdA表示第一透鏡組之透鏡的折射率。NdB表示第二透鏡組之透鏡的折射率。GD1表示第一透鏡組沿著光軸上的厚度。GD2表示第二透鏡組沿著光軸上的厚度。
    公开号:TW201303353A
    申请号:TW100123919
    申请日:2011-07-06
    公开日:2013-01-16
    发明作者:Hsiang-Ho Chou
    申请人:Ability Entpr Co Ltd；
    IPC主号:G02B15-00
    专利说明:
    變焦鏡頭
    本發明係有關於光學鏡頭，特別係有關於變焦鏡頭。
    相機的鏡頭對成像品質的結果佔有很重要的因素。鏡頭一般主要係分為定焦鏡頭與變焦鏡頭兩種。其中變焦鏡頭可根據需求調整焦距的特點，在使用上非常的便利，因此係廣泛的被應用。然而，目前的變焦鏡頭在設計與效能上仍有不足而需要突破的問題。比方說，變焦性能的倍率受限在約2.3以下。變焦鏡頭只適用較小尺寸的光圈，而無法採用口徑較大的光圈進行曝光，進而無法在攝像時獲取更具有立體感之影像效果。
    本揭露係有關於變焦鏡頭，可具有倍率範圍大的變焦性能，且能適用口徑更大的光圈。
    根據本揭露之一方面，提供一種變焦鏡頭。變焦鏡頭包括第一透鏡組、第二透鏡組與第三透鏡組。第一透鏡組包括至少一透鏡。第二透鏡組包括至少一透鏡。第一透鏡組、第二透鏡組與第三透鏡組係從物方側至像方側的方向依序排列。變焦鏡頭係滿足以下條件：
    NdA<1.65
    NdB<1.65
    GD2/GD1<1.35
    NdA表示第一透鏡組之透鏡的折射率。NdB表示第二透鏡組之透鏡的折射率。GD1表示第一透鏡組沿著光軸上的厚度。GD2表示第二透鏡組沿著光軸上的厚度。
    下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
    第1圖繪示一實施例中變焦鏡頭在廣角端與望遠端的配置方式。變焦鏡頭從物方側至像方側的方向依序包括第一透鏡組G1、第二透鏡組G2與第三透鏡組G3。第一透鏡組G1包括至少一折射率為NdA的透鏡。第二透鏡組G2包括至少一折射率為NdB的透鏡。變焦鏡頭係滿足以下條件：
    NdA<1.65
    NdB<1.65
    GD2/GD1<1.35
    其中GD1表示第一透鏡組G1沿著光軸上的厚度；GD2表示第二透鏡組G2沿著光軸上的厚度。
    於實施例中，符合上述條件的變焦鏡頭亦可滿足以下條件：
    fw表示變焦鏡頭在廣角端時的焦距。ft表示變焦鏡頭在望遠端時的焦距。FnoT表示變焦鏡頭在望遠端時的相對口徑。FnoW表示變焦鏡頭在廣角端時的相對口徑。
    請參照第1圖，於實施例中，光闌S係配置在第一透鏡組G1與第二透鏡組G2之間。光闌S與第二透鏡組G2之間的距離係固定的。變焦鏡頭還包括成像面I與平板組P。平板組P包括互相平行擺設的蓋玻璃(Cover Glass)與濾光片(Filter)，其中濾光片可採用紅外線濾光片以濾除可見光以外的光束，例如是波長小於420nm及大於680nm之光束。
    第一透鏡組G1從物方側到像方側依序包括第一透鏡L1與第二透鏡L2。於一實施例中，第一透鏡組G1具有負屈光度。第一透鏡L1具有負屈光度且為雙凹透鏡。第二透鏡L2為具有上述折射率NdA的透鏡。第二透鏡L2具有正屈光度且為凸面朝向物方側的凸凹透鏡。第二透鏡L2具有至少一非球面或自由曲面(free-from surface lens)，例如兩相對的表面皆為非球面或自由曲面，或其中一表面為非球面，另一表面為自由曲面。
    第二透鏡組G2從物方側到像方側依序包括第三透鏡L3、第四透鏡L4、第五透鏡L5與第六透鏡L6。於一實施例中，第二透鏡組G2具有正屈光度。第三透鏡L3具有正屈光度且為雙凸透鏡。第三透鏡L3具有至少一非球面或自由曲面，例如兩相對的表面皆為非球面或自由曲面，或其中一表面為非球面，另一表面為自由曲面。第四透鏡L4具有正屈光度且為雙凸透鏡。第五透鏡L5具有負屈光度且為雙凹透鏡。第四透鏡L4與第五透鏡L5係接合形成一接合鏡片。第六透鏡L6具有正屈光度且為凸面朝向物方側的凸凹透鏡。第六透鏡L6為具有上述折射率NdB的透鏡。第六透鏡L6具有至少一非球面或自由曲面，例如兩相對的表面皆為非球面或自由曲面，或其中一表面為非球面，另一表面為自由曲面。
    第三透鏡組G3可具有正屈光度。第三透鏡組G3包括第七透鏡L7。於一實施例中，第七透鏡L7具有正屈光度且為雙凸透鏡。第七透鏡L7具有至少一非球面或自由曲面，例如兩相對的表面皆為非球面或自由曲面，或其中一表面為非球面，另一表面為自由曲面。
    於實施例中，前述非球面透鏡或自由曲面透鏡之材質可以是塑膠或硝材。此外，每一自由曲面透鏡具有至少一連續光滑曲面，而透鏡的非球面係符合設計方程式：
    其中Z為沿光軸方向在高度為h的位置以表面頂點作參考距光軸的位移值；K為錐度常數(Conic Constant)；C=1/曲率半徑；Y表示鏡片高度；Ai表示i階非球面係數(ith Order Aspherical Coefficient)。
    舉例來說，Σ(Ai*Yi)=A4*Y4+A6*Y6+A8*Y8+A10*Y10+A12*Y12
    其中A4表示4階非球面係數(4th Order Aspherical Coefficient)，A6表示6階非球面係數(6th Order Aspherical Coefficient)，以此類推。
    於實施例中，該第一透鏡L1、該第三透鏡L3、該第四透鏡L4及該第五透鏡L5分別係一硝材透鏡，且該第二透鏡L2及該第六透鏡L6分別係一塑膠透鏡。具體而言，硝材透鏡是由玻璃材料所製成，特別是光學級的玻璃材料，利用研磨拋光或玻璃模造製程(Glass Molding Process，GMP)以製成；而塑膠透鏡可包含，但不限制於，聚碳酸脂(polycarbonate)、環烯烴共聚物(例如APEL)，以及聚酯樹脂(例如OKP4或OKP4HT)等，利用射出成型製成。
    請參照第1圖，於實施例中，變焦鏡頭的變焦方法包括改變第一透鏡組G1與第二透鏡組G2之間的相對距離，且固定第三透鏡組G3的位置。舉例來說，變焦鏡頭從廣角端轉換成望遠端的方法係使第一透鏡組G1先朝像方側移動，然後再朝物方側移動，同時使第二透鏡組G2朝物方側移動。與第二透鏡組G2之間距離固定的光闌S係跟著第二透鏡組G2一起移動。於實施例中，第三透鏡組G3可以為一對焦透鏡，只有在進行聚焦動作時才會移動位置。 實施例之變焦鏡頭的參數與結果
    表1顯示實施例中變焦鏡頭之透鏡L1至L7的屈光度、折射率(ND)、阿貝係數(VD)與材料，以及平板組P的折射率、阿貝係數與材料。

    表2顯示實施例中變焦鏡頭之透鏡L1至L7之表面、光闌S、平板組P與成像面I的曲率半徑、有效直徑與距離。
    在表2中，透鏡標示有R1的面為靠近物方側的面，標示有R2的面為靠近像方側的面。舉例來說，透鏡L1朝向物方側的面係編號L1R1，朝向像方側的面係編號L1R2，以此類推。面L1R1的距離係表示面L1R1與之後接著的面L1R2沿著光軸上之間的距離，以此類推。距離D1表示第一透鏡組G1與第二透鏡組D2沿著光軸上之間的距離，亦即第二透鏡L2之朝向像方側的面L2R2與第三透鏡L3之朝向物方側的面L3R1沿著光軸上之間的距離，其可調變的。可調變的距離D2表示第二透鏡組G2與第三透鏡組D3沿著光軸上之間的距離。可調變的距離D3表示第三透鏡組G3與平板組P之間的距離。
    表3顯示非球面的4、6、8、10、12階非球面係數。於實施例中，錐度常數K為0。
    表4顯示依據表1至表3之數據所設計的變焦鏡頭在廣角端與望遠端時的距離D1、D2與D3。
    表5顯示依據表1至表4之數據所設計的變焦鏡頭在廣角端與望遠端時的焦距(f)、相對口徑(FNO)、半視角(half angle view;ω)、影像高度(Y)與透鏡總長(TL)。

    依據表1至表4之數據所設計的變焦鏡頭在廣角端與望遠端時的球面像差(longitudinal spherical aberration)曲線圖係如第2A圖與第2B圖所示。圖中顯示於廣角端時，具有波長為587.5618nm與435.8300nm的光束其球面像差皆控制在±0.2mm範圍內；於望遠端時，具有波長為587.5618nm與435.8300nm的光束其球面像差皆控制在±0.2mm範圍內。
    依據表1至表4之數據所設計的變焦鏡頭在廣角端與望遠端時的場曲(field curvature)曲線圖係如第3A圖與第3B圖所示。其中，曲線T、S分別顯示變焦鏡頭對於正切光束(Tangential Rays)與弧矢光束(Sagittal Rays)的像差。圖中顯示於廣角端時，波長為587.5618nm的光束其正切場曲值與弧矢場曲值均控制在±0.2mm範圍內；於望遠端時，正切場曲值與弧矢場曲值均控制在±0.2mm範圍內。
    依據表1至表4之數據所設計的變焦鏡頭在廣角端與望遠端時的畸變(distortion)曲線圖係如第4A圖與第4B圖所示。圖中顯示於廣角端時，波長為587.5618nm的光束其畸變率控制在-20%~0範圍內；於望遠端時，畸變率控制在±2%範圍內。
    雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟悉此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
    G1．．．第一透鏡組
    G2．．．第二透鏡組
    G3．．．第三透鏡組
    GD1、GD2．．．厚度
    L1．．．第一透鏡
    L2．．．第二透鏡
    L3．．．第三透鏡
    L4．．．第四透鏡
    L5．．．第五透鏡
    L6．．．第六透鏡
    L7．．．第七透鏡
    S．．．光闌
    P．．．平板組
    I．．．成像面
    第1圖繪示一實施例中變焦鏡頭在廣角端與望遠端的配置方式。
    第2A圖為變焦鏡頭在廣角端時的球面像差曲線圖。
    第2B圖為變焦鏡頭在望遠端時的球面像差曲線圖。
    第3A圖為變焦鏡頭在廣角端時的場曲曲線圖。
    第3B圖為變焦鏡頭在望遠端時的場曲曲線圖。
    第4A圖變焦鏡頭在廣角端時的畸變曲線圖。
    第4B圖變焦鏡頭在廣角端時的畸變曲線圖。
    权利要求:
    Claims (13)
    [1] 一種變焦鏡頭，包括：一第一透鏡組，包括至少一透鏡；一第二透鏡組，包括至少一透鏡；以及一第三透鏡組，其中該第一透鏡組、該第二透鏡組與該第三透鏡組係從物方側至像方側的方向依序排列，該變焦鏡頭係滿足以下條件：NdA<1.65NdB<1.65GD2/GD1<1.35NdA表示該第一透鏡組之該透鏡的折射率，NdB表示該第二透鏡組之該透鏡的折射率，GD1表示該第一透鏡組沿著光軸上的厚度，GD2表示該第二透鏡組沿著光軸上的厚度。
    [2] 如申請專利範圍第1項所述之變焦鏡頭，其中該變焦鏡頭係滿足以下條件： fw表示該變焦鏡頭在廣角端時的焦距，ft表示該變焦鏡頭在望遠端時的焦距。
    [3] 如申請專利範圍第1項所述之變焦鏡頭，其中該變焦鏡頭係滿足以下條件：FnoT/FnoW>2.36FnoT表示該變焦鏡頭在望遠端時的相對口徑，FnoW表示該變焦鏡頭在廣角端時的相對口徑。
    [4] 如申請專利範圍第1項所述之變焦鏡頭，其中該變焦鏡頭自廣角端至望遠端變焦的過程中，該第一透鏡組先朝像方側移動再朝物方側移動，且該第二透鏡組朝物方側直進。
    [5] 如申請專利範圍第1項所述之變焦鏡頭，其中，該第一透鏡組從物方側到像方側依序包括一第一透鏡與一第二透鏡；該第二透鏡組從物方側到像方側依序包括一第三透鏡、一第四透鏡、一第五透鏡與一第六透鏡；以及該第三透鏡組包括一第七透鏡。
    [6] 如申請專利範圍第5項所述之變焦鏡頭，其中該第四透鏡與該第五透鏡係接合形成一接合鏡片。
    [7] 如申請專利範圍第5項所述之變焦鏡頭，其中該第一透鏡具有負屈光度，該第二透鏡具有正屈光度，該第三透鏡具有正屈光度，該第四透鏡具有正屈光度，該第五透鏡具有負屈光度，該第六透鏡具有正屈光度，該第七透鏡具有正屈光度。
    [8] 如申請專利範圍第5項所述之變焦鏡頭，其中該第一透鏡為雙凹透鏡，該第二透鏡為凸面朝向物方側的凸凹透鏡，該第三透鏡為雙凸透鏡，該第四透鏡為雙凸透鏡，該第五透鏡為雙凹透鏡，該第六透鏡為凸面朝向物方側的凸凹透鏡，該第七透鏡為雙凸透鏡。
    [9] 如申請專利範圍第5項所述之變焦鏡頭，其中該第一透鏡、該第三透鏡、該第四透鏡及該第五透鏡分別係一玻璃透鏡，且該第二透鏡及該第六透鏡分別係一塑膠透鏡。
    [10] 如申請專利範圍第5項所述之變焦鏡頭，其中該第二透鏡、該第三透鏡、該第六透鏡及該第七透鏡分別具有至少一非球面或至少一自由曲面，或分別具有一非球面及一自由曲面。
    [11] 如申請專利範圍第5項所述之變焦鏡頭，其中該該第二透鏡具有該折射率NdA，該第六透鏡具有該折射率NdB。
    [12] 如申請專利範圍第1項所述之變焦鏡頭，其中該第一透鏡組具有負屈光度，該第二透鏡組具有正屈光度，該第三透鏡組具有正屈光度。
    [13] 如申請專利範圍第1項所述之變焦鏡頭，更包括一配置在該第一透鏡組與該第二透鏡組之間的光闌。
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
    TWI410673B|2013-10-01|變焦鏡頭
    CN103852861B|2018-01-02|超广角透镜系统
    TWI490538B|2015-07-01|變焦鏡頭
    JP2012002999A|2012-01-05|撮影光学系及びそれを有する撮像装置
    JP2013156405A|2013-08-15|撮影光学系及びそれを有する撮像装置
    TWI581001B|2017-05-01|The zoom mechanism of the zoom lens
    JP2006010895A|2006-01-12|３群ズームレンズ
    JP2008233585A5|2010-11-11|
    JP5786537B2|2015-09-30|レトロフォーカス型の広角レンズ系及びこれを有する光学機器
    JP2013156405A5|2015-03-05|
    TWI610094B|2018-01-01|變焦鏡頭
    TWI440923B|2014-06-11|變焦鏡頭
    TW201802531A|2018-01-16|變焦鏡頭
    JP2015156010A5|2016-05-26|
    JP6314471B2|2018-04-25|ズームレンズ系
    TW200841039A|2008-10-16|Zoom lens
    JP2013114262A|2013-06-10|ズームレンズ
    TWI457633B|2014-10-21|變焦鏡頭
    JP2013134498A|2013-07-08|広角ズームレンズ
    JP2009116132A|2009-05-28|広角レンズ系
    JP2016224362A5|2018-07-12|
    JP5627157B2|2014-11-19|撮像レンズおよび撮像装置
    TWI467264B|2015-01-01|變焦鏡頭
    CN109143555B|2020-08-04|一种变焦镜头
    CN102759792A|2012-10-31|变焦镜头
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    US8681434B2|2014-03-25|
    US20130010372A1|2013-01-10|
    TWI490538B|2015-07-01|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    CN110542985A|2018-05-29|2019-12-06|三星电机株式会社|光学成像系统|
    CN110542984A|2018-05-29|2019-12-06|三星电机株式会社|光学成像系统|JP2005258067A|2004-03-11|2005-09-22|Konica Minolta Photo Imaging Inc|撮像装置|
    US7092170B2|2004-04-30|2006-08-15|Olympus Corporation|Zoom lens and image pickup apparatus|
    JP4971726B2|2006-08-31|2012-07-11|キヤノン株式会社|ズームレンズ及びそれを有する撮像装置|
    TWM309675U|2006-10-14|2007-04-11|Asia Optical Co Inc|Zoom lens|
    JP5007646B2|2007-10-04|2012-08-22|ソニー株式会社|ズームレンズ及び撮像装置|
    KR101457416B1|2008-08-06|2014-11-03|삼성전자주식회사|소형 줌 렌즈|
    TW201037352A|2009-04-10|2010-10-16|Young Optics Inc|Fixed-focus lens|
    JP2012150432A|2010-12-28|2012-08-09|Panasonic Corp|ズームレンズ系、撮像装置及びカメラ|CN104077374B|2014-06-24|2018-09-11|华为技术有限公司|一种实现ip盘文件存储的方法及装置|
    KR101659167B1|2014-10-16|2016-09-22|삼성전기주식회사|촬상 광학계|
    US9536764B2|2015-01-27|2017-01-03|Lam Research Corporation|End effector for wafer transfer system and method of transferring wafers|
    JP2017187663A|2016-04-07|2017-10-12|キヤノン株式会社|結像光学系|
    法律状态:
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    TW100123919A|TWI490538B|2011-07-06|2011-07-06|變焦鏡頭|TW100123919A| TWI490538B|2011-07-06|2011-07-06|變焦鏡頭|
    US13/431,152| US8681434B2|2011-07-06|2012-03-27|Zoom lens|
    [返回顶部]