[发明专利]变焦镜头

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种变焦镜头，尤其是指一种应用于相机的数字式或非数字式的实像(Real Image)取像装置的变焦镜头，具有全长短、小型化、高变焦倍率及高解像力的优点。

【背景技术】

近年来，随着照相、摄影等光学技术与数字电子技术的快速整合，照相手机、小型数字相机及小型家用摄影机等电子装置皆配备有用以进行摄影的变焦镜头。此种变焦镜头皆要求符合小型化及轻量化，并要满足高变焦倍率(Zoom Ratio)及高解像力(High Resolution)的要求。通常，高变焦倍率镜头是以多群透镜组、多枚透镜，较长的镜头长度型式来实现，并加入特殊低色散透镜及非球面透镜来实现高解像力的要求。

随着半导体制造工艺技术的进步，使得非球面透镜可以大量地应用于摄影镜头中。采用非球面透镜除可校正球面透镜产生的球面像差问题外，还可运用一枚非球面透镜来取代数枚球面透镜，来达到降低成本与产品轻量化的需求。在变焦镜头中，在谋求整个镜头系统小型化的同时，为获得所期望的变焦倍率，得到整个变焦范围良好的光学特性，还需要适当设定各透镜组中的透镜构成。现有的摄影变焦镜头大多为采用非球面透镜的负、正、正三群结构，但是该等三群结构变焦镜头，因为主要变倍是以二群为主，而二群所需的移动量较大，同时随变倍率增加，成像性会变化过大，故目前已发展四群结构的变焦镜头，通过增加透镜的数量，来克服三群结构的缺陷。然而现有的四群结构变焦镜头要透过三群变焦来达到四至六倍的变焦倍率以及高解像力会需要有较长的空间，而若使用四群变焦则又需要考虑透镜数量及成本的问题。并且，无论是三群变焦或是四群变焦，现有的四群结构变焦镜头各透镜组的外径通常较大，收纳时需要较大的收纳空间且收纳全长较长。

已知，在变焦镜头的设计中，直接而又有效的小型化方式是将变焦时各透镜组的移动量变小，从而可缩短整个镜头的长度，然而采用此方式通常会提高镜头加工的精度与难度，同时亦难以获得良好的像差修正。因此，对于变焦摄影镜头包括投影镜头来说，如何做到既满足高变焦倍率及高解像力的光学性能要求，同时又尽可能地简化光学系统的构成而实现小型化、轻量化设计，使镜头收纳后的体积缩小，这确是变焦镜头设计领域中令设计者头痛的一个难题。

本发明即是针对于前述困扰，提出改良，以提供收纳全长短、小型化且满足高变焦倍率及高解像力的四群结构变焦镜头。

【发明内容】

有鉴于此，本发明的目的即在于提供一种变焦镜头，其使用正、负、正、正的四群透镜组，可满足高变焦倍率及高解像力的光学性能要求，并可缩短镜头全长及缩小镜头体积。

依据本发明的目的而提供的变焦镜头，其由物方至像方于光轴上依序包含正屈光力的第一透镜组、负屈光力的第二透镜组、正屈光力的第三透镜组及正屈光力的第四透镜组。当该变焦镜头由广角端(Wide-Angle End)至望远程(Telephoto End)变焦(Zooming)时，第一透镜组与第三透镜组皆向物方移动，第二透镜组则先向像方移动再向物方移动，使第一透镜组与第二透镜组之间的第一可变间距增大，而第二透镜组与第三透镜组之间的第二可变间距则缩小；第四透镜组也可沿光轴移动，使第三透镜组与第四透镜组之间的第三可变间距发生变化；第三透镜组与第四透镜组中皆包含有至少一非球面表面。

根据本发明的变焦镜头，第四透镜组在对焦时移动，其亦可与第一、第二及第三透镜组同时移动进行变焦。该第四透镜组作动时是向物方移动，其亦可先向物方移动再向像方移动。

根据本发明的变焦镜头，第三透镜组的物方侧设有一孔径光阑，于变焦时其随同第三透镜组一起移动。

根据本发明第一实施例的变焦镜头，第一透镜组由物方至像方于光轴上依序包含一新月形凹透镜与一新月形凸透镜，该新月形凹透镜与该新月形凸透镜的凸面皆朝向物方且相互接合成一体。

根据本发明第二与第三实施例的变焦镜头，第一透镜组由物方至像方于光轴上依序包含一正屈光度的复合透镜与凸面朝向物方的一新月形凸透镜。该复合透镜是由一新月形凹透镜与一新月形凸透镜接合而成，该新月形凹透镜与该新月形凸透镜的凸面皆朝向物方。