專利名稱：變焦鏡頭和包括該變焦鏡頭的成像光學(xué)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有高變焦放大率的小型化的廣角變焦鏡頭以及一種包括該變 焦鏡頭的成像光學(xué)裝置。
背景技術(shù)：
包括固態(tài)成像器件(諸如電荷耦合器件(CXD)或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)) 的數(shù)字相機(jī)或攝像機(jī)已經(jīng)被廣泛使用。具體地，百萬像素的相機(jī)模塊已經(jīng)被廣泛使用，甚至 低價(jià)格或中等價(jià)格的數(shù)字相機(jī)也具有500萬像素或更大的高分辨率。因此，需要小的、輕便 的以及廉價(jià)的成像光學(xué)裝置(諸如數(shù)字相機(jī)或蜂窩電話相機(jī))，所述成像光學(xué)裝置使用諸 如CCD或CMOS的成像裝置。此外，這樣的成像光學(xué)裝置應(yīng)該具有廣視角以在寬范圍對物體 進(jìn)行成像。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例提供一種具有高變焦放大率的小型化廣角變焦鏡頭。本發(fā)明的實(shí)施例還提供一種成像光學(xué)裝置，該成像光學(xué)裝置包括具有高變焦放大 率的小型化廣角變焦鏡頭。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種變焦鏡頭，該變焦鏡頭從物側(cè)依次包括第一透鏡 組，具有負(fù)屈光力(negative refractive power)；第二透鏡組，具有正屈光力(positive refractive power)；第三透鏡組，具有正屈光力，其中，在第二透鏡組和第三透鏡組之間布 置有光調(diào)節(jié)單元。其中，第一透鏡組包括負(fù)透鏡，至少在像側(cè)具有非球面；正透鏡，在物側(cè) 的曲率大于在像側(cè)的曲率。其中，第二透鏡組包括前組，包括正透鏡，所述正透鏡在物側(cè)具 有非球面，所述前組具有正屈光力；后組，包括雙合透鏡，所述雙合透鏡包括正透鏡和負(fù)透 鏡，所述后組具有負(fù)屈光力，所述后組與所述前組通過預(yù)定氣隙隔開。其中，所述變焦鏡頭 滿足下列不等式[不等式]1. 6 < 3 2T < 2. 7 ；3. 0 < | 3 2T/ ^ 2W < 4. 6 ；0. 2 < | CrG4R/fT | < 0. 45 ；2. 0 < | fG45/fG3 | < 7. 0 ；35 < vdG3-vdG2 < 75,其中，0 2T表示第二透鏡組在遠(yuǎn)攝位置的放大率，0 2W表示第二透鏡組在廣角位 置的放大率，fT表示變焦鏡頭在遠(yuǎn)攝位置的焦距，CrG4R表示雙合透鏡中的接觸面的曲率 半徑，fG45表示所述后組的雙合透鏡的焦距，fG3表示所述前組的所述正透鏡的焦距，vdG3
5表示所述前組的正透鏡相對于d線的阿貝數(shù)，vdG2表示第一透鏡組的正透鏡相對于d線的 阿貝數(shù)。第二透鏡組可在與光軸垂直的方向上移動以補(bǔ)償透鏡抖動，并且變焦鏡頭可滿足 下列不等式[不等式]2. 0 < (1-3 2T) X 3 3T < 3. 0，其中，3 3T表示第三透鏡組在遠(yuǎn)攝位置的放大率。第一透鏡組的負(fù)透鏡的非球面可具有曲率，所述曲率向著所述負(fù)透鏡的非球面的 邊緣減小并小于所述非球面的近軸曲率。當(dāng)變焦時，第一透鏡組、第二透鏡組和第三透鏡組可移動。當(dāng)變焦時，光調(diào)節(jié)單元可與第二透鏡組一起移動。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供一種變焦鏡頭，該變焦鏡頭從物側(cè)依次包括第一 透鏡組，具有負(fù)屈光力；第二透鏡組，具有正屈光力；第三透鏡組，具有正屈光力，其中，在 第二透鏡組和第三透鏡組之間布置有光調(diào)節(jié)單元。其中，第一透鏡組包括負(fù)透鏡，至少在 像側(cè)具有非球面；正透鏡，在物側(cè)的曲率大于在像側(cè)的曲率。其中，第二透鏡組從物側(cè)依次 包括正透鏡，在物側(cè)具有非球面；雙合透鏡，包括正透鏡和負(fù)透鏡。其中，所述變焦鏡頭滿足下列不等式[不等式]2. 0 < | fG45/fG3 | < 7. 0 ；35 < vdG3-vdG2 < 75 ；1. 8 < 3 2T < 2. 7 ；0. 0 < TLT-TLW < 7. 0，其中，fG45表示雙合透鏡的焦距，fG3表示位于第二透鏡組的物側(cè)的所述正透鏡 的焦距，vdG3表示位于第二透鏡組的物側(cè)的所述正透鏡相對于d線的阿貝數(shù)，vdG2表示第 一透鏡組的正透鏡相對于d線的阿貝數(shù)，0 2T表示第二透鏡組在遠(yuǎn)攝位置的放大率，TLT表 示變焦鏡頭在遠(yuǎn)攝位置的總長度，TLW表示變焦鏡頭在廣角位置的總長度。第二透鏡組可在與光軸垂直的方向上移動以補(bǔ)償透鏡抖動，并且變焦鏡頭滿足下 列不等式[不等式]2. 0 < (1-3 2T) X 3 3T < 3. 0，其中，0 3T表示第三透鏡組在遠(yuǎn)攝位置的放大率。第一透鏡組的負(fù)透鏡的非球面可具有曲率，所述曲率向著所述負(fù)透鏡的非球面的 邊緣減小并小于所述非球面的近軸曲率。當(dāng)變焦時，第一透鏡組、第二透鏡組和第三透鏡組可移動。當(dāng)變焦時，光調(diào)節(jié)單元可與第二透鏡組一起移動。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供一種成像光學(xué)裝置，該成像光學(xué)裝置包括變焦鏡 頭；成像傳感器，接收由變焦鏡頭收集的光。其中，變焦鏡頭從物側(cè)依次包括第一透鏡組， 具有負(fù)屈光力；第二透鏡組，具有正屈光力；第三透鏡組，具有正屈光力；光調(diào)節(jié)單元，布置 在第二透鏡組和第三透鏡組之間。其中，第一透鏡組包括負(fù)透鏡，至少在像側(cè)具有非球面；
6正透鏡，在物側(cè)的曲率大于在像側(cè)的曲率。其中，第二透鏡組包括前組，包括正透鏡，所述 正透鏡在物側(cè)具有非球面，所述前組具有正屈光力；后組，包括雙合透鏡，所述雙合透鏡包 括正透鏡和負(fù)透鏡，所述后組具有負(fù)屈光力，所述后組與所述前組通過預(yù)定氣隙隔開。其 中，所述變焦鏡頭滿足下列不等式[不等式]1. 6 < 3 2T < 2. 7 ；3. 0 < | 3 2T/3 2W| < 4. 6 ；0. 2 < | CrG4R/fT | < 0. 45 ；2. 0 < | fG45/fG3 | < 7. 0 ；35 < vdG3-vdG2 < 75，其中，0 2T表示第二透鏡組在遠(yuǎn)攝位置的放大率，0 2W表示第二透鏡組在廣角位 置的放大率，fT表示變焦鏡頭在遠(yuǎn)攝位置的焦距，CrG4R表示雙合透鏡中的接觸面的曲率 半徑，fG45表示所述后組的雙合透鏡的焦距，fG3表示所述前組的所述正透鏡的焦距，vdG3 表示所述前組的正透鏡相對于d線的阿貝數(shù)，vdG2表示第一透鏡組的正透鏡相對于d線的 阿貝數(shù)。該成像光學(xué)裝置還可包括失真校正部件，計(jì)算用于在變焦鏡頭產(chǎn)生的失真的失 真校正量，以校正失真。所述失真具可有下列不等式的范圍[不等式]-15 < Disff < -6，其中，DisW表示在廣角位置在最大圖像高度的失真。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供一種成像光學(xué)裝置，該成像光學(xué)裝置包括變焦鏡 頭；成像傳感器，接收由變焦鏡頭收集的光。其中，變焦鏡頭從物側(cè)依次包括第一透鏡組， 具有負(fù)屈光力；第二透鏡組，具有正屈光力；第三透鏡組，具有正屈光力；光調(diào)節(jié)單元，布置 在第二透鏡組和第三透鏡組之間。其中，第一透鏡組包括負(fù)透鏡，至少在像側(cè)具有非球面； 正透鏡，在物側(cè)的曲率大于在像側(cè)的曲率。其中，第二透鏡組從物側(cè)依次包括正透鏡，在物 側(cè)具有非球面；雙合透鏡，包括正透鏡和負(fù)透鏡。其中，所述變焦鏡頭滿足下列不等式[不等式]2. 0 < | fG45/fG3 | < 7. 0 ；35 < vdG3-vdG2 < 75 ；1. 8 < 3 2T < 2. 7 ；0. 0 < TLT-TLW < 7. 0，其中，fG45表示雙合透鏡的焦距，fG3表示位于第二透鏡組的物側(cè)的所述正透鏡 的焦距，vdG3表示位于第二透鏡組的物側(cè)的所述正透鏡相對于d線的阿貝數(shù)，vdG2表示第 一透鏡組的正透鏡相對于d線的阿貝數(shù)，0 2T表示第二透鏡組在遠(yuǎn)攝位置的放大率，TLT表 示變焦鏡頭在遠(yuǎn)攝位置的總長度，TLW表示變焦鏡頭在廣角位置的總長度。該成像光學(xué)裝置還可包括失真校正部件，計(jì)算用于在變焦鏡頭產(chǎn)生的失真的失 真校正量，以校正失真。所述失真可具有下列不等式的范圍
[不等式]-15 < Disff < -6，其中，DisW表示在廣角位置在最大圖像高度的失真。


參照附圖，從下面的詳細(xì)描述中，本發(fā)明的實(shí)施例的以上和其它特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將變 得更加清楚，其中圖1是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的位于廣角位置、中間位置和遠(yuǎn)攝位置的變焦鏡頭 的示意圖；圖2A、圖2B和圖2C是示出圖1中的變焦鏡頭在廣角位置、中間位置和遠(yuǎn)攝位置的 像差的圖形；圖3是示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的位于廣角位置、中間位置和遠(yuǎn)攝位置的變焦 鏡頭的示意圖；圖4A、圖4B和圖4C是示出圖3中的變焦鏡頭在廣角位置、中間位置和遠(yuǎn)攝位置的 像差的圖形；圖5是示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的位于廣角位置、中間位置和遠(yuǎn)攝位置的變焦 鏡頭的示意圖；圖6A、圖6B和圖6C是示出圖5中的變焦鏡頭在廣角位置、中間位置和遠(yuǎn)攝位置的 像差的圖形；圖7是示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的位于廣角位置、中間位置和遠(yuǎn)攝位置的變焦 鏡頭的示意圖；圖8A、圖8B和圖8C是示出圖7中的變焦鏡頭在廣角位置、中間位置和遠(yuǎn)攝位置的 像差的圖形；圖9A是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的包括變焦鏡頭的成像光學(xué)裝置的示意圖；圖9B是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的包括變焦鏡頭的成像光學(xué)裝置的框圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將參照附圖更全面的描述本發(fā)明的實(shí)施例，在附圖中示出了本發(fā)明的示例性 實(shí)施例。圖1是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的位于廣角位置(wide positiorOW、中間位置和遠(yuǎn) 攝位置(tele-position)T的變焦鏡頭的示意圖。參照圖1，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的變焦鏡頭從物側(cè)0到像側(cè)I依次包括具有負(fù)屈光力 的第一透鏡組Grl、具有正屈光力的第二透鏡組Gr2以及具有正屈光力的第三透鏡組Gr3。光調(diào)節(jié)單元ST布置在第二透鏡組Gr2和第三透鏡組Gr3之間。例如，光調(diào)節(jié)單元 ST可以是快門、中性密度(ND)濾光器和光闌中的一種。光調(diào)節(jié)單元ST可減小位于遠(yuǎn)攝位 置T的第一透鏡組Grl和第二透鏡組Gr2之間的距離，因此便于校正遠(yuǎn)攝位置T處的球面 像差、軸向色差和彗形像差，并且便于當(dāng)收縮變焦鏡頭時減小變焦鏡頭的尺寸。第一透鏡組Grl可包括負(fù)透鏡1，至少在像側(cè)I具有非球面；正透鏡2，在物側(cè)0 具有大曲率。例如，第一透鏡組Grl可包括負(fù)透鏡，在該負(fù)透鏡的兩側(cè)具有非球面；正透
8鏡，在物側(cè)0具有大曲率的凸面。在這種情況下，負(fù)透鏡的非球面中的一個非球面在像側(cè)I 以大曲率凹入。正透鏡2在物側(cè)0的曲率可大于在像側(cè)I的曲率。負(fù)透鏡1在像側(cè)I具有 非球面，從而容易地校正廣角位置W處的場彎曲(field curvature)和失真。非球面的曲 率可向著該非球面的邊緣減小，并且可小于該非球面的近軸曲率。第二透鏡組Gr2可包括前組和后組。前組在物側(cè)0具有非球面，并且具有正屈光 力。例如，前組可包括正透鏡3，后組可包括雙合透鏡(正透鏡4和負(fù)透鏡5)。正透鏡3可 在其兩側(cè)具有非球面。雙合透鏡可具有負(fù)屈光力。第二透鏡組Gr2的前組和后組可通過氣 隙彼此隔開。正透鏡3的非球面校正遠(yuǎn)攝位置T處的球面像差。第三透鏡組Gr3可包括正 透鏡6，正透鏡6在像側(cè)I具有非球面。當(dāng)根據(jù)本實(shí)施例的變焦鏡頭從廣角位置W移動到遠(yuǎn)攝位置T時，第一透鏡組Grl、 第二透鏡組Gr2和第三透鏡組Gr3都移動。光調(diào)節(jié)單元ST布置在第二透鏡組Gr2的像側(cè)I 上，以在進(jìn)行變焦時，光調(diào)節(jié)單元ST與第二透鏡組Gr2 —起移動。在第三透鏡組Gr3和像 側(cè)I之間可布置紅外(IR)截止濾光器7。根據(jù)本實(shí)施例的變焦鏡頭可被配置為滿足不等式1和不等式2。[不等式1]1. 6 < | 3 2T <2.1[不等式2]3. 0 < | 3 2T/ 3 2ff | < 4. 6其中，0 2T表示第二透鏡組Gr2在遠(yuǎn)攝位置T的放大率，^ 2W表示第二透鏡組Gr2 在廣角位置W的放大率。不等式1和不等式2限制了第二透鏡組Gr2的放大率。當(dāng)?shù)诙哥R組Gr2的…2T 和| 02T/02W|小于不等式1和不等式2的下限時，S卩，當(dāng)?shù)诙哥R組Gr2的放大率減小時， 難以增大變焦鏡頭的放大率。當(dāng)?shù)诙哥R組Gr2的| 0 2T|和| 0 2T/0 2W|大于不等式1 和不等式2的上限時，S卩，當(dāng)?shù)诙哥R組Gr2的放大率增大時，難以校正第二透鏡組Gr2的像差。為了增大根據(jù)本實(shí)施例的變焦鏡頭的變焦放大率，第二透鏡組Gr2在遠(yuǎn)攝位置T 的放大率被增大。這增大了第二透鏡組Gr2的放大率變化，因此變焦鏡頭可具有高放大率。 為了提高變焦鏡頭的性能，還需要校正第二透鏡組Gr2的像差，并且增大第二透鏡組Gr2的 放大率變化。此外，需要使得透鏡的數(shù)量最小化，以使得變焦鏡頭小型化。為了以數(shù)量少的 透鏡獲得高成像性能，需要平衡各個透鏡的像差。為此，根據(jù)本實(shí)施例的變焦鏡頭可被配置 為滿足不等式3至不等式6。[不等式3]0. 2 < | CrG4R/fT | < 0. 45其中，fT表示變焦鏡頭在遠(yuǎn)攝位置T的焦距，CrG4R表示雙合透鏡的接觸面的曲率 半徑。不等式3限制了雙合透鏡的接觸面的曲率半徑。當(dāng)CrG4R/fT小于不等式3的下限 時，即，當(dāng)雙合透鏡的接觸面的曲率半徑減小時，由于制造誤差導(dǎo)致的像差的量增大。因此， 需要高精度地制造雙合透鏡。當(dāng)CrG4R/fT大于不等式3的上限時，即，當(dāng)雙合透鏡的接觸 面的曲率半徑增大時，難以校正遠(yuǎn)攝位置T處的球面像差或彗形像差。[不等式4]
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2. 0 < | fG45/fG3 | < 7. 0其中，fG45表示雙合透鏡的焦距，fG3表示正透鏡3的焦距。不等式4限制了雙合 透鏡與正透鏡3的焦距比率。當(dāng)fG45/fG3小于不等式4的下限時，即，當(dāng)雙合透鏡的焦距 減小時，雙合透鏡的球面像差和場彎曲在遠(yuǎn)攝位置T增大。另外，由于雙合透鏡的偏心靈敏 度增大，所以需要高精度地裝配雙合透鏡。當(dāng)fG45/fG3大于不等式4的上限時，即，當(dāng)雙合 透鏡的焦距增大時，難以校正雙合透鏡的像差。[不等式5]35 < vdG3-vdG2 < 75其中，vdG3表示正透鏡3相對于d線的阿貝數(shù)(Abbe number)，vdG2表示正透鏡2 相對于d線的阿貝數(shù)。不等式5限制了色差。在不等式5的限制的范圍內(nèi)，校正遠(yuǎn)攝位置 T處的軸向色差與校正廣角位置W處的橫向色差平衡。[不等式6]0. 0 < TLT-TLW < 7. 0其中，TLT表示變焦鏡頭在遠(yuǎn)攝位置T的總長度，TLW表示變焦鏡頭在廣角位置W 的總長度。不等式6限制了變焦鏡頭在遠(yuǎn)攝位置T的總長度以及變焦鏡頭在廣角位置W的 總長度。當(dāng)TLT-TLW小于不等式6的下限時，S卩，當(dāng)變焦鏡頭在廣角位置W的總長度比變焦 鏡頭在遠(yuǎn)攝位置T的總長度長時，第一透鏡組Grl的孔徑增大，難以對變焦鏡頭小型化。當(dāng) TLT-TLW大于不等式6的上限時，即，當(dāng)變焦鏡頭在遠(yuǎn)攝位置T的總長度比變焦鏡頭在廣角 位置W的總長度長時，第一透鏡組Grl、第二透鏡組Gr2和第三透鏡組Gr3的移動量增大，因 此當(dāng)對變焦鏡頭進(jìn)行疊縮時，難以對變焦鏡頭小型化。第二透鏡組Gr2在與光軸垂直的方向上移動，以補(bǔ)償透鏡抖動。在這種情況下，變 焦鏡頭滿足不等式7。[不等式7]2. 0 < (1-3 2T) X 3 3T < 3. 0其中，0 3T表示第三透鏡組Gr3在遠(yuǎn)攝位置T的放大率。不等式7限制了在遠(yuǎn)攝 位置T處圖像在與光軸垂直的方向上的移動量與第二透鏡組Gr2在與光軸垂直的方向上的 移動量的比率。即，不等式7限制了當(dāng)?shù)诙哥R組Gr2補(bǔ)償由于在形成圖像期間的透鏡抖 動導(dǎo)致的非穩(wěn)定圖像時圖像與第二透鏡組Gr2的移動量比率。當(dāng)(1-0 2T)X3 3T小于不 等式7的下限時，第二透鏡組Gr2的移動量增大以將圖像移動預(yù)定距離。這增大了驅(qū)動第 二透鏡組Gr2的驅(qū)動系統(tǒng)的尺寸，因此難以對變焦鏡頭小型化。當(dāng)(1-0 2T)X0 3T大于不 等式7的上限時，即使第二透鏡組Gr2的移動量小，圖像的移動量也大，因此難以控制圖像。圖9A是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的包括變焦鏡頭11的成像光學(xué)裝置的示意圖。成 像光學(xué)裝置包括與先前實(shí)施例相同的變焦鏡頭11以及接收由變焦鏡頭11收集的光的成像 傳感器12。成像光學(xué)裝置包括存儲部件13和適于查看物體的取景器14。存儲部件13存 儲與物體對應(yīng)的被成像傳感器12光電轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)。成像光學(xué)裝置還可包括顯示物體的液 晶顯示面板15。本發(fā)明不限于圖9A示出的成像光學(xué)裝置，因此各種光學(xué)裝置可作為示例。 如上所述，根據(jù)本發(fā)明的變焦鏡頭應(yīng)用于諸如數(shù)字相機(jī)的成像光學(xué)裝置，以實(shí)現(xiàn)小型化的 光學(xué)裝置，所述小型化的光學(xué)裝置以高變焦放大率和廣視角對物體成像。由于變焦鏡頭11被小型化，導(dǎo)致在廣角位置發(fā)生失真。圖9B是包括圖9A的變焦
10鏡頭11的成像光學(xué)裝置的框圖。參照圖9B，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的成像光學(xué)裝置包括校正這 種失真的失真校正部件16。失真校正部件16根據(jù)在廣角位置處的失真量計(jì)算圖像失真的 校正量，然后圖像在圖像處理單元17被處理，從而校正圖像的失真。其結(jié)果是，在液晶顯示 面板15上顯示失真被校正的圖像。失真可在不等式8的范圍內(nèi)。[不等式8] 其中，DisW表示在廣角位置W在最大圖像高度的失真。當(dāng)失真增大時，第一透鏡組Grl的屈光力可被增大。在這種情況下，可在圖1中的 變焦鏡頭的前面布置入瞳，以減小第一透鏡組Grl的孔徑。然而，在失真大的情況下，在圖 像的邊緣發(fā)生失真，使得圖像劣化。因此，根據(jù)圖像數(shù)據(jù)和失真量計(jì)算失真的校正量，校正 量被反映到將被處理的圖像數(shù)據(jù)。因此，同時實(shí)現(xiàn)了變焦鏡頭的小型化和失真的校正。不 等式8限制了廣角位置W處的失真。當(dāng)DisW小于不等式8的下限時，即，當(dāng)失真增大時，失 真的校正率增大，因此圖像的放大率增大。在這種情況下，圖像的分辨率下降。當(dāng)DisW大 于不等式8的上限時，S卩，當(dāng)失真減小時，第一透鏡組Grl的屈光力不增大，這增大了第一透 鏡組Grl的孔徑以及變焦鏡頭在廣角位置W處的總長度，因此難以對變焦鏡頭小型化。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的非球面由等式1表示[等式1]
Ch2Z/ = — ！+ A4h4 + A.h6 + 4/z8 + A10h10
\ + ^\ + sC2h2其中，h表示在與光軸垂直的方向上的高度，Z表示在高度h處沿著光軸的垂度值 (sag value)，C表示近軸曲率，￡表示二次曲線常數(shù)，&表示第i階非球面系數(shù)。在下文中，現(xiàn)在將描述本發(fā)明的各種實(shí)施例。在每幅圖的最右側(cè)的線表示像面IM的位置，并且成像裝置的IR截止濾光器7或 蓋玻璃可被布置在像面IM的物側(cè)0上。在下文中，將提供根據(jù)本發(fā)明的變焦鏡頭的數(shù)據(jù)， 即，透鏡數(shù)據(jù)、非球面數(shù)據(jù)、焦距f、F數(shù)Fno、半視角《、透鏡之間的可變距離D4、D10和D12、 曲率半徑R、透鏡之間的距離或厚度D、折射率Nd、相對于d線(在波長587.6nm)的阿貝數(shù) vd。ST表示光調(diào)節(jié)單元。[一個實(shí)施例]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的變焦鏡頭的示意圖。圖2A、圖2B和圖2C是示出 圖1中的變焦鏡頭在廣角位置W、中間位置和遠(yuǎn)攝位置T的像差的圖形。
Fno2. 54 4. 13 6. 20F5. 15 11. 33 19. 47CO40. 20 18. 76 11. 12
11
*表示非球面 具體地講，圖2A、圖2B和圖2C是分別示出圖1中的變焦鏡頭在廣角位置W、中間位 置和遠(yuǎn)攝位置T的球面像差、場彎曲和失真的圖形。在示出球面像差的每個圖形中，實(shí)線、 虛線和點(diǎn)劃線分別表示相對于d線、C線和g線的球面像差。在示出場彎曲的每個圖形中， 縱軸、橫軸、虛線和實(shí)線分別表示圖像高度、焦點(diǎn)、切向場彎曲T和徑向場彎曲S。[另一實(shí)施例]圖3是示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的變焦鏡頭的示意圖，該變焦鏡頭的數(shù)據(jù)如 下。
*表示非球面 [另一實(shí)施例]圖5是示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的變焦鏡頭的示意圖，該變焦鏡頭的數(shù)據(jù)如 下。
*表示非球面 [另一實(shí)施例]圖7是示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的變焦鏡頭的示意圖，該變焦鏡頭的數(shù)據(jù)如 下。
*表示非球面 下面的表1示出了圖1、3、5和7的實(shí)施例分別滿足不等式1至不等式8的條件。[表 1] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的變焦鏡頭可被小型化，可具有高變焦放大率，并且可在廣角 位置確保廣視角。通過確保廣視角來在寬范圍內(nèi)對物體成像。該變焦鏡頭可應(yīng)用于包括數(shù) 字靜止相機(jī)、攝像機(jī)和移動終端的成像光學(xué)裝置，所述成像光學(xué)裝置具有諸如CCD或CMOS 的固態(tài)成像器件。雖然已經(jīng)參照本發(fā)明的示例性實(shí)施例具體示出和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離由權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對其 進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)的各種改變。
權(quán)利要求
一種變焦鏡頭，從物側(cè)依次包括第一透鏡組，具有負(fù)屈光力；第二透鏡組，具有正屈光力；第三透鏡組，具有正屈光力；光調(diào)節(jié)單元，布置在第二透鏡組和第三透鏡組之間，其中，第一透鏡組包括負(fù)透鏡，至少在像側(cè)具有非球面；正透鏡，在物側(cè)的曲率大于在像側(cè)的曲率，其中，第二透鏡組包括前組，包括正透鏡，所述正透鏡在物側(cè)具有非球面，所述前組整體上具有正屈光力；后組，包括雙合透鏡，所述雙合透鏡包括正透鏡和負(fù)透鏡，所述后組具有負(fù)屈光力，所述后組與所述前組通過預(yù)定氣隙隔開，其中，所述變焦鏡頭滿足下列不等式1.6＜|β2T|＜2.7；3.0＜|β2T/β2W|＜4.6；0.2＜|CrG4R/fT|＜0.45；2.0＜|fG45/fG3|＜7.0；35＜vdG3-vdG2＜75，其中，β2T表示第二透鏡組在遠(yuǎn)攝位置的放大率，β2W表示第二透鏡組在廣角位置的放大率，fT表示變焦鏡頭在遠(yuǎn)攝位置的焦距，CrG4R表示雙合透鏡的接觸面的曲率半徑，fG45表示所述后組的雙合透鏡的焦距，fG3表示所述前組的所述正透鏡的焦距，vdG3表示所述前組的正透鏡相對于d線的阿貝數(shù)，vdG2表示第一透鏡組的正透鏡相對于d線的阿貝數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其中，第二透鏡組在與光軸垂直的方向上移動以 補(bǔ)償透鏡抖動，并且變焦鏡頭滿足下列不等式2.0 < (1-3 2T) X 3 3T < 3. 0，其中，3 3T表示第三透鏡組在遠(yuǎn)攝位置的放大率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其中，第一透鏡組的負(fù)透鏡的非球面具有曲率，所 述曲率向著所述負(fù)透鏡的非球面的邊緣減小并小于所述非球面的近軸曲率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中的任一項(xiàng)所述的變焦鏡頭，其中，當(dāng)變焦時，第一透鏡組、第二 透鏡組和第三透鏡組移動。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的變焦鏡頭，其中，當(dāng)變焦時，光調(diào)節(jié)單元與第二透鏡組一起移動。
6.一種變焦鏡頭，從物側(cè)依次包括 第一透鏡組，具有負(fù)屈光力； 第二透鏡組，具有正屈光力； 第三透鏡組，具有正屈光力；光調(diào)節(jié)單元，布置在第二透鏡組和第三透鏡組之間，其中，第一透鏡組包括負(fù)透鏡，至少在像側(cè)具有非球面；正透鏡，在物側(cè)的曲率大于 在像側(cè)的曲率，其中，第二透鏡組從物側(cè)依次包括正透鏡，在物側(cè)具有非球面；雙合透鏡，包括正透鏡和負(fù)透鏡，其中，所述變焦鏡頭滿足下列不等式 2. 0 < | fG45/fG3 | < 7. 0 ； 35 < vdG3-vdG2 < 75 ；，1.8 < | 3 2T < 2. 7 ；，0.0 < TLT-TLW < 7. 0，其中，fG45表示雙合透鏡的焦距，fG3表示位于第二透鏡組的物側(cè)的所述正透鏡的焦 距，vdG3表示位于第二透鏡組的物側(cè)的所述正透鏡相對于d線的阿貝數(shù)，vdG2表示第一透 鏡組的正透鏡相對于d線的阿貝數(shù)，0 2T表示第二透鏡組在遠(yuǎn)攝位置的放大率，TLT表示變 焦鏡頭在遠(yuǎn)攝位置的總長度，TLW表示變焦鏡頭在廣角位置的總長度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的變焦鏡頭，其中，其中，第二透鏡組在與光軸垂直的方向上移 動以補(bǔ)償透鏡抖動，并且變焦鏡頭滿足下列不等式，2.0 < (1-3 2T) X 3 3T < 3. 0，其中，3 3T表示第三透鏡組在遠(yuǎn)攝位置的放大率。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的變焦鏡頭，其中，第一透鏡組的負(fù)透鏡的非球面具有曲率，所 述曲率向著所述負(fù)透鏡的非球面的邊緣減小并小于所述非球面的近軸曲率。
9.根據(jù)權(quán)利要求6-8中的任一項(xiàng)所述的變焦鏡頭，其中，當(dāng)變焦時，第一透鏡組、第二 透鏡組和第三透鏡組移動。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的變焦鏡頭，其中，當(dāng)變焦時，光調(diào)節(jié)單元與第二透鏡組一起 移動。
11.一種成像光學(xué)裝置，包括 變焦鏡頭；成像傳感器，接收由變焦鏡頭收集的光，其中，變焦鏡頭從物側(cè)依次包括第一透鏡組，具有負(fù)屈光力；第二透鏡組，具有正屈 光力；第三透鏡組，具有正屈光力；光調(diào)節(jié)單元，布置在第二透鏡組和第三透鏡組之間，其中，第一透鏡組包括負(fù)透鏡，至少在像側(cè)具有非球面；正透鏡，在物側(cè)的曲率大于 在像側(cè)的曲率，其中，第二透鏡組包括前組，包括正透鏡，所述正透鏡在物側(cè)具有非球面，所述前組具 有正屈光力；后組，包括雙合透鏡，所述雙合透鏡包括正透鏡和負(fù)透鏡，所述后組具有負(fù)屈 光力，所述后組與所述前組通過預(yù)定氣隙隔開， 其中，所述變焦鏡頭滿足下列不等式，，1.6 < | 3 2T < 2. 7 ；，3.0 < | 3 2T/3 2W| < 4. 6 ； 0. 2 < | CrG4R/fT | < 0. 45 ；，2.0 < | fG45/fG3 | < 7. 0 ； 35 < vdG3-vdG2 < 75，其中，0 2T表示第二透鏡組在遠(yuǎn)攝位置的放大率，0 2W表示第二透鏡組在廣角位置的 放大率，fT表示變焦鏡頭在遠(yuǎn)攝位置的焦距，CrG4R表示雙合透鏡中的接觸面的曲率半徑， fG45表示所述后組的雙合透鏡的焦距，fG3表示所述前組的所述正透鏡的焦距，vdG3表示所述前組的正透鏡相對于d線的阿貝數(shù)，vdG2表示第一透鏡組的正透鏡相對于d線的阿貝數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的成像光學(xué)裝置，還包括失真校正部件，計(jì)算用于在變焦鏡 頭產(chǎn)生的失真的失真校正量，以校正失真。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的成像光學(xué)裝置，其中，所述失真具有下列不等式的范圍 -15 < Disff < -6，其中，DisW表示在廣角位置在最大圖像高度的失真。
14.一種成像光學(xué)裝置，包括 變焦鏡頭；成像傳感器，接收由變焦鏡頭收集的光，其中，變焦鏡頭從物側(cè)依次包括第一透鏡組，具有負(fù)屈光力；第二透鏡組，具有正屈 光力；第三透鏡組，具有正屈光力；光調(diào)節(jié)單元，布置在第二透鏡組和第三透鏡組之間，其中，第一透鏡組包括負(fù)透鏡，至少在像側(cè)具有非球面；正透鏡，在物側(cè)的曲率大于 在像側(cè)的曲率，其中，第二透鏡組從物側(cè)依次包括正透鏡，在物側(cè)具有非球面；雙合透鏡，包括正透 鏡和負(fù)透鏡，其中，所述變焦鏡頭滿足下列不等式 2. 0 < | fG45/fG3 | < 7. 0 ； 35 < vdG3-vdG2 < 75 ； 1. 8 < | 3 2T < 2. 7 ； 0. 0 < TLT-TLW < 7. 0，其中，fG45表示雙合透鏡的焦距，fG3表示位于第二透鏡組的物側(cè)的所述正透鏡的焦 距，vdG3表示位于第二透鏡組的物側(cè)的所述正透鏡相對于d線的阿貝數(shù)，vdG2表示第一透 鏡組的正透鏡相對于d線的阿貝數(shù)，0 2T表示第二透鏡組在遠(yuǎn)攝位置的放大率，TLT表示變 焦鏡頭在遠(yuǎn)攝位置的總長度，TLW表示變焦鏡頭在廣角位置的總長度。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的成像光學(xué)裝置，還包括失真校正部件，計(jì)算用于在變焦鏡 頭產(chǎn)生的失真的失真校正量，以校正失真。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的成像光學(xué)裝置，其中，所述失真具有下列不等式的范圍 -15 < Disff < -6，其中，DisW表示在廣角位置在最大圖像高度的失真。
全文摘要
本發(fā)明提供一種變焦鏡頭和一種包括該變焦鏡頭的成像光學(xué)裝置。該變焦鏡頭從物側(cè)依次包括第一透鏡組，具有負(fù)屈光力；第二透鏡組，具有正屈光力；第三透鏡組，具有正屈光力。在第二透鏡組和第三透鏡組之間布置有光調(diào)節(jié)單元。第一透鏡組包括負(fù)透鏡，至少在像側(cè)具有非球面；正透鏡，在物側(cè)的曲率大于在像側(cè)的曲率。第二透鏡組包括前組，位于物側(cè)；后組。所述前組包括在物側(cè)具有非球面的正透鏡，所述前組整體上具有正屈光力。所述后組包括雙合透鏡，所述雙合透鏡包括正透鏡和負(fù)透鏡。所述后組整體上具有負(fù)屈光力。所述前組與所述后組通過氣隙彼此隔開。
文檔編號G02B15/177GK101859020SQ20101014764
公開日2010年10月13日 申請日期2010年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月1日
發(fā)明者巖澤嘉人 申請人:三星數(shù)碼影像株式會社