CN201096963Y - 三透镜群小型变焦镜头 - Google Patents

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CN201096963Y CNU2007201768038U2007201768038U CN200720176803U CN201096963Y CN 201096963 Y CN201096963 Y CN 201096963Y CN U2007201768038U2007201768038 U CNU2007201768038U2007201768038 U CN U2007201768038U2007201768038U CN 200720176803 U CN200720176803 U CN 200720176803U CN 201096963 Y CN201096963 Y CN 201096963Y
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Abstract

本实用新型为一种三透镜群小型变焦镜头，其是一种广角至望远模式镜头长度变化量最小约三倍率的三透镜群小型变焦镜头，其在光轴上由物侧至像侧依序包含：第一透镜群，为负屈光率且自物侧至像侧依序包含一第一负透镜、一第二正透镜；第二透镜群，为正屈光率且自物侧至像侧依序包含一第三正透镜、一与第三正透镜接合的第四负透镜与一第五正透镜；以及第三透镜群，为正屈光率的一第六正透镜；并满足像差修正的光学条件；以使变焦动程中镜头长度几乎不变，且具有高分辨率、高画质与良好的像差修正的变焦镜头。

Description

三透镜群小型变焦镜头
技术领域
本实用新型涉及的是一种三透镜群小型变焦镜头(Three Groups CompactZoom Lens)，尤指一种由广角变焦至望远模式镜头长度变化最小且约三倍率的三透镜群小型变焦镜头。
背景技术
近年，三倍左右倍率变化比的小型变焦镜头已广为发展，在逐渐趋向在解决像差校正的问题后，已渐应用在各种照相机、数字像机和摄影机的变焦镜头；而小型变焦镜头中，以三透镜群的变焦镜头可在小型化、高画质化、低畸变上达成较好的折衷设计，因此，三透镜群的变焦镜头已广受注意。
对于照相机中所使用的变焦镜头，使用者期望能对焦高速化、轻巧，而考虑可靠度与制作成本降低的供应者则期望照相机主体侧的驱动操作容易、对焦精准且畸变低的解决方案。在三透镜群的变焦镜头的对焦方式，一般可区分为内部对焦方式与物像侧对焦方式，其中，物像侧对焦方式，如：日本专利JP2003-222797、2003-140041、2003-107348、美国专利US7,177,100、US7,164,539、US7,133,215、US7,031,073、US7,019,911、US6,943,960、US6,982,834、中国台湾专利I264558、I259910等；内部对焦方式，如：日本专利JP2006-209122、JP2006-184880、JP2004-109559、美国专利US7,136,232、US2006/0139767、US7,102,830号、中国台湾专利I240801、I251714等；然而，对于变焦镜头的对焦模式或单纯小型化，并不能解决广角化的表现问题，日本专利JP2004-380436、JP2003-107348提出了广角模式的高视角的设计。
在小型化的努力上，在三透镜群变焦镜头中，现有技术使用第一透镜群采用由一片或一片以上透镜所构成，在物像侧对焦方式时，第一透镜群在望远模式时会远离像侧，而在广角模式时会接近像侧，即第一透镜群的第一透镜物侧面(物侧光学面)与成像面距离D，而在广角模式变换至望远模式时，D会变大，即整个变焦镜头长度会凸出在照相机的外，使用者在移动照相机或收取相机时会碰撞到镜头外缘，造成不便或造成镜头精度降低；为解决此问题，照相机必需增加一个制动器，以收回变焦镜头至照相机平面的下，然此相对增加制动器的制作与成本。
另在内部对焦方式，在望远与广角模式时，通过第二群透镜群与第三透镜群、或成像面的移动，造成焦距改变达到变焦的效果；然而，在设计第一透镜群、第二透镜群与第三透镜群的每个透镜的正、负屈光率、曲率、相对距离等，必须折衷选择一种或数种设计结果，纵然第一透镜群为固定不动，而忽视了变焦镜头在最佳光学设计下，在广角模式的D长度(DW)与望远模式D长度(DT)是不相同的，也就是，在广角模式的最佳光学设计下D长度(DW)与在望远模式的最佳光学设计下D长度(DT)的差异，将会影响变焦镜头成像的畸变(aberration)、散射(astigmatism)与扭曲(Distortion)；美国专利US7,019,911为尝试解决此现象，提出DW-DT应限制在某一区间中(0.4＜(DW-DT)/fW＜1.2)，但限制DW-DT虽可对成像的畸变、散射与扭曲有一定的限制，但并未根本解决问题，在设计方法上，若能使广角模式与望远模式的DW-DT变化量最小，将可获得在广角模式与望远模式均能有高速对焦、良好的像差修正的效果。
因此，对于不会凸出照像机表面的变焦镜头，本实用新型乃公开，将DW-DT的变化设为变焦镜头的设计条件，并以DW-DT变化量为最小值作为优化的目标函数(Objective function of optimization)，在各透镜的正、负屈光率、曲面、球面与非球面、相对距离等，以DW-DT变化量为最小的目标作为设计方法。因此，本实用新型所提出的技术方案，目的在于提供一种可行的三透镜群变焦镜头，其具有三倍左右的倍率变化比，且在DW-DT变化最小的条件下，可设计获得广视角、高画质、高速对焦、广角模式至望远模式最小像差修正的变焦镜头。
发明内容
本实用新型主要目的在于提供一种三透镜群小型变焦镜头(Three GroupsCompact Zoom Lens)，用以克服上述缺陷。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案在于，提供三透镜群小型变焦镜头，其沿光轴由物侧至像侧依序设置有：一具有负屈光度的第一透镜群、一具有正屈光度的第二透镜群与一具有正屈光度的第三透镜群，其中：
第一透镜群，由两透镜构成，其沿光轴由物侧至像侧依序设置：一具有负屈光度且凸面朝向物侧的弯月型第一透镜与一具有负屈光度且凸面朝向物侧的弯月型第二透镜；
第二透镜群，由三透镜构成，其沿光轴由物侧至像侧依序设置：一圆柱双凸型第三透镜、一双凹型第四透镜与一凹面朝向物侧的弯月型第五透镜，且其中所述的第三透镜的像侧透镜面是与所述的第四透镜的物侧透镜面彼此相接合；
第三透镜群，由一透镜构成，是一具有正屈光度的第六透镜；
其中，所述的第一透镜群、第二透镜群与第三透镜群中的各透镜至少包含一个非球面光学面；
其中，在由广角模式变焦至望远模式时，第二透镜群与第一透镜群的距离缩小，第二透镜群与第三透镜群的距离则加大，第三透镜群与成像面距离则减少；
其中，第一透镜群、第二透镜群以及第三透镜群的焦距长满足下列条件：
2.5 < | f G 1 f W | < 3.0 ;
1.1 < | f G 1 f G 2 | < 1.7 ;
1.0 < f G 3 f T < 1.3 ; 与
0.08 < | f 3 v 3 + f 4 v 4 | < 0.28
其中，fW是本实用新型变焦镜头在广角模式的焦距长；fG1是第一透镜群的焦距长；fG2是第二透镜群的焦距长；fT是本实用新型变焦镜头在望远模式的焦距长；fG3是第三透镜群的焦距长；f3是第三透镜的焦距长；f4是第四透镜的焦距长；v3是第三透镜的阿贝数；v4是第四透镜的阿贝数。
与现有技术比较本实用新型具有的有益效果在于：
<1>、在变焦镜头光学设计时，各光学条件之间的折衷取舍的优化过程，将影响变焦镜头的像差。使用DW-DT变化最小的条件，可使广角模式至望远模式之间，不因第一透镜在物侧的表面至成像面的距离不同，而使变焦镜头光学设计时产生较大的设计裕度(design tolerance)，从而降低变焦镜头的品质；反而因加入DW-DT变化量最小的限制条件，降低设计裕度，使光学设计的优化结果还可达最佳的像差修正；
<2>、由于采用内部对焦方式，且使DW-DT变化量最小，当不使用时，镜头前端不需缩入；当使用时，镜头前端不需伸出；可达最短镜头的设计，且可减少照像机内致动器(actuator)的使用，还可降低照像机制作的困难与降低成本。
<3>、由于镜头总长可固定，照相机可将镜头完全包覆，可保护镜头，还使外观设计容易。
附图说明
图1是本实用新型一实施例的架构及其由广角(WIDE)模式转换成望远(TELE)模式的变焦示意图；
图2A～图2D是本实用新型第一实施例的广角模式各像差图依序为畸变、散射、扭曲和侧向色差；
图3A～图3D是本实用新型第一实施例的中间模式各像差图依序为畸变、散射、扭曲和侧向色差；
图4A～图4D是本实用新型第一实施例的望远模式各像差图依序为畸变、散射、扭曲和侧向色差；
图5A～图5D是本实用新型第二实施例的广角模式各像差图依序为畸变、散射、扭曲和侧向色差；
图6A～图6D是本实用新型第二实施例的中间模式各像差图依序为畸变、散射、扭曲和侧向色差；
图7A～图7D是本实用新型第二实施例的望远模式各像差图依序为畸变、散射、扭曲和侧向色差。
附图标记说明：1-三透镜群小型变焦镜头；G1-第一透镜群；G2-第二透镜群；G3-第三透镜群；L1～L7-透镜；St-孔径光阑；D1～D12-透镜距离或透镜厚度；R1～R14-透镜的曲率半径。
具体实施方式
为使本实用新型还加明确详实，兹列举较佳实施例并配合下列图示，将本实用新型的结构及其技术特征详述如后：
参考图1所示，其是本实用新型一实施例的架构及其由广角(WIDE)模式转换成望远(TELE)模式的变焦示意图，其中，各箭头分别表示第一、二、三透镜群G1、G2、G3在由广角(WIDE)模式转换成望远(TELE)模式的倍率变化时的移动情形，而通过各透镜群G1、G2、G3之间之间隔距离产生变化以进行变焦，也就是倍率变换，如图1所示由广角(WIDE)模式转换成望远(TELE)模式；又像侧为影像撷取装置如CCD(图中未示)，而在像侧与第三透镜群G3之间设有一滤光镜L7；本实用新型的三透镜群小型变焦镜头1特别适用在小型数字照相机或摄影机。
本实用新型三透镜群小型变焦镜头1，其沿光轴Z由物侧至像侧依序包含：一具有负屈光度的第一透镜群G1、一可调节光量的孔径光阑St、一具有正屈光度的第二透镜群G2、一具有正屈光度的第三透镜群G3与一红外线滤光片L7，其中，所述的第一透镜群G1具有两片透镜(L1、L2)，由物侧至像侧依序包含：一具有负屈光度且凸面朝向物侧的弯月型第一透镜L1与一具有负屈光度且凸面朝向物侧的弯月型第二透镜L2；所述的第二透镜群G2具有三片透镜(L3、L4、L5)，由物侧至像侧依序包含：一圆柱双凸型第三透镜L3、一双凹型第四透镜L4，以及一凹面朝向物侧的弯月型第五透镜L5，且其中所述的第三透镜L3的像侧透镜面是与所述的第四透镜L4的物侧透镜面相接合，包括以黏胶相接合成为一接合透镜，或使所述的第三透镜L3的像侧透镜面与所述的第四透镜L4的物侧透镜面彼此紧靠而不胶合；所述的第三透镜群G3具有一片透镜(L6)，是一具正屈光度的第六透镜L6；其中，从物侧开始的顺序，所述的孔径光阑St是安排在第二透镜群G2的前，可通过操作以调整进入第二透镜群G2的光量。
本实用新型三透镜群小型变焦镜头1在从广角(WIDE)模式进行变焦(倍率变化)以转换成望远(TELE)模式时，所述的第二透镜群G2相对于第一透镜群G1接近(如第二透镜群G2下方箭头所示)，同时所述的第三透镜群G3相对于成像面接近(如第三透镜群G3下方箭头所示)，致使第二透镜群G2相对于第三透镜群G3之间隔距离增大。
还进一步，第一透镜群G1、第二透镜群G2与第三透镜群G3中的各片透镜至少包含一个非球面光学面，而在以下的第一实施例与第二实施例中，第一透镜群G1包含二个非球面光学面，第二透镜群G2包含三个非球面光学面，而第三透镜群G3的第六透镜L6二个透镜面均使用非球面光学面。其中，非球面光学面是以下列式(1)函数为定义：
Z = ( Y 2 R ) / ( 1 + ( 1 - K &CenterDot; Y 2 R 2 ) 1 2 ) + &Sigma; ( A i &CenterDot; Y i )
式(1)
其中，Z为非球面上切线与非球面交点至光轴交点的距离，单位为公厘(mm)；Y为非球面上切线与光轴交点沿光轴至非球面的距离，单位为公厘(mm)；R为所述的透镜在光轴上的曲率半径，单位为公厘(mm)；K为圆锥是数(Coniccoefficient)；Ai为第i个非球面是数。
本实用新型三透镜群小型变焦镜头1在广角(WIDE)模式时，对于轴像差的修正，尤其是冠状像差(coma)能加以改善，使符合式(2)条件：
2.5 < | f G 1 f W | < 3.0 式(2)
且为有利于于控制变倍比的同时，可校正各种像差，使符合式(3)条件；
1.1 < | f G 1 f G 2 | < 1.7 式(3)
且为在望远模式时，能控制失真像差与入射的视角，使符合式(4)条件；
1.0 < f G 3 f T < 1.3 式(4)
且为易于修正色散，使符合式(5)条件：
0.08 < | f 3 v 3 + f 4 v 4 | < 0.28 式(5)
其中，fW是本实用新型的变焦镜头在广角模式的焦距长(focallength)；fG1第一透镜群G1的焦距长(focal length)；fG2是第二透镜群的焦距长；fT是本实用新型变焦镜头在望远(TELE)模式的焦距长；fG3是第三透镜群的焦距长；f3是第三透镜的焦距长；f4是第四透镜的焦距长；v3是第三透镜的阿贝数(Abbenumber)；v4是第四透镜的阿贝数。
本实用新型三透镜群小型变焦镜头1在设计时，主要是采用在广角(WIDE)模式与望远(TELE)模式的第一透镜至成像面距离的变化量为最小，以作为设计条件，也就是，最佳化设计的目标函数|DW-DT|为最小，利用所述的目标函数再进行设计以使三透镜群小型变焦镜头1的光学效果优化，使三透镜群小型变焦镜头1符合式(6)条件min|DW-DT|式(6)
其中，DW：是沿光轴在广角(WIDE)模式时第一透镜L1的物侧面至成像面的距离；DT：是沿光轴在望远(TELE)模式时第一透镜L1的物侧面至成像面的距离。
本实用新型三透镜群小型变焦镜头1的设计方法，进一步包含下列步骤：
步骤一：先决定本实用新型的变焦镜头为一由三透镜群构成的小型变焦镜头，并决定三透镜群在变焦时的相对运动关系；本实用新型的三透镜群小型变焦镜头沿光轴由物侧至像侧依序包含：一具有负屈光度的第一透镜群、一可调节光量的孔径光阑、一具有正屈光度的第二透镜群、一具有正屈光度的第三透镜群与一红外线滤光片，其中，所述的第一透镜群是由两片透镜构成，其由物侧至像侧依序包含一具有负屈光度且凸面朝向物侧的弯月型第一透镜与一具有负屈光度且凸面朝向物侧的弯月型第二透镜；所述的第二透镜群是由三片透镜构成，其由物侧至像侧依序包含一圆柱双凸型第三透镜、一双凹型第四透镜与一凹面朝向物侧的弯月型第五透镜，且其中所述的第三透镜的像侧透镜面是与所述的第四透镜的物侧透镜面相接合；所述的第三透镜群是由一片透镜构成，其是一具正屈光度的第六透镜；且从广角(WIDE)模式进行变焦(倍率变化)以转换成望远(TELE)模式时，所述的第二透镜群相对向第一透镜群接近，且所述的第三透镜群相对向成像面接近，使第二透镜群相对于第三透镜群之间隔距离增大；
步骤二：依据上述式(2)、式(3)、式(4)、式(5)，设定一v3与v4数值；
步骤三：计算DW与DT与f3与f4的关系；
步骤四：决定目标函数式(6)，并设定使所述的目标函数为最小时的合理的f3与f4；
步骤五：依据步骤二所得的一设定值v3与v4，与步骤四所得的一设定值f3与f4，设计出各镜片光学面与距离；
步骤六：检视由步骤五所构成的镜头其光学特性是否符合分辨率与各像差修正特性；
步骤七；如果符合光学特性，则设计完成，如果不符合光学特性，则回至步骤二。
由上述方法所设计完成的本实用新型三透镜群小型变焦镜头，具有大约三倍的变焦比与DW-DT变化量最小的实用特性，并可达高分辨率、高画质与良好的像差修正的变焦镜头。
<第一实施例>
在本实施例，如图1所示，三透镜群小型变焦镜头1在广角(WIDE)模式的第一透镜L1至成像面距离DW与望远(TELE)模式的第一透镜L1至成像面距离DT的变化量DW-DT为最小，即设计目标函数为min|DW-DT|。表一是列出本实施例的透镜光学特性，其中，No.栏表示各透镜光学面的编号，R表示曲率半径(mm)，D表示沿光轴的厚度或距离(mm)，∑D表示全镜头长度，Nd表示反射是数，vd表示阿贝数，Fno表示在广角模式(WIDE)、中间模式(MID)与望远模式(TELE)的f-number，2ω表示在广角模式(WIDE)、中间模式(MID)与望远模式(TELE)的场视角。
表一
    f，focal length    3.57(wide)～7.11(mid)～10.63(tele)Fno                2.71(wide)～4.31(mid)～5.50(tele)2ω                78.5(wide)～43.0(mid)～30.0(wide)
No. R，Radius of Curvature   D，Thickness  Nd，Refractive index  vd，Abbe number
1*2*3456*789*10*11*12*1314     -48.33602.82625.862212.7599Stop2.7058-6.013623.6867-2.1014-2.3245-12.5903-4.8942∞∞     0.671.542.44Variable0.001.530.420.650.54Variable1.62Variable0.300.44     1.54501.84671.58311.84671.54501.58501.5168     56.023.859.423.856.031.064.2
    f，focal length     D4     D10     D12
widemidtele     3.577.1110.63     7.012.940.52     0.507.5010.86     4.351.420.49
其中，在No.右侧的*表示所述的光学面为非球面，其非球面是以式(1)所定义。
表二列出本实施例的非球面透镜的圆锥是数K与非球面是数Ai的第4、6、8、10、12、14的数值，其中，“E”表示10位进位法的次幂。
在变焦时，如由广角模式变换至望远模式，第二透镜群向第一透镜群移动，使第二透镜群与第一透镜群的距离D4相对减小，第三透镜群向成像面移动，使第二透镜群与第三透镜群的距离D10相对加大，第三透镜群与成像面的距离D12相对减小，以改变变焦镜头的焦距与成像面呈像，∑D＝22mm。
表二
   No.     K     Aspherical coefficient
    A4     A6     A8     A10     A12     A14
    1269101112     0-1.0337800000.972084  1.512830E-041.418426E-031.369791E-03-3.687056E-039.430576E-03-3.987438E-03-2.692955E-04  -1.452771E-05-4.369113E-053.909841E-046.485657E-035.753369E-03-4.451959E-04-3.780074E-04  4.707560E-072.595131E-065.901597E-054.597677E-032.598702E-031.167147E-047.902175E-05 -6.423890E-09-1.047563E-073.993601E-05-1.370744E-03-3.895447E-04-1.892990E-056.783067E-08 2.657432E-056.891747E-065.269934E-07-1.215573E-06 3.523572E-088.102302E-08
在本实施例的设计方法上，以min|DW-DT|为最佳化目标函数以设计此三透镜群小型变焦镜头，经最佳化设计后如表一与表二，DW-DT＝-0.05mm，或|DW-DT|/∑D＝0.025，称为镜头长度变化量为镜头长度的2.5％，据此显示，经由此最佳化设计后本发三透镜群小型变焦镜头在广角模式与望远模式下第一透镜至成像面距离的变化量接近0，其在广角模式、中间模式与望远模式的像差变化如图2、图3、图4。
在图2A、图3A、图4A显示若影像高度为2.83mm，在广角模式Fno＝2.71mm，中间模式Fno＝4.31mm与望远模式Fno＝5.50mm的球面畸变(spherical aberration)；在图2B、3B、4B显示若影像高度为2.83mm，在广角模式Fno＝2.71mm，中间模式Fno＝4.31mm与望远模式Fn0＝5.50mm的散射(astigmatism)；在图2C、3C、4C显示若影像高度为2.83mm，在广角模式Fno＝2.71mm，中间模式Fno＝4.31mm与望远模式Fno＝5.50mm的扭曲(distortion)；在图2D、3D、4D显示若影像高度为2.83mm，在广角模式Fno＝2.71mm，中间模式Fno＝4.31mm与望远模式Fno＝5.50mm的侧向色差(lateral color)。由上可知，本实施例实现本实用新型使第一透镜至成像面距离变化量最小的情形下，可设计得镜头长度几乎不变且具有高分辨率、高画质与良好的像差修正的变焦镜头。
<第二实施例>
在本实施例，如图1所示，三透镜群小型变焦镜头1在广角(WIDE)模式的第一透镜L1至成像面距离DW与望远(TELE)模式的第一透镜L1至成像面距离DT的变化量DW-DT为最小，即设计目标函数为min|Dw-DT|。
表三是列出本实施例的透镜光学特性，其中，No.栏表示各透镜光学面的编号，R表示曲率半径(mm)，D表示沿光轴的厚度或距离(mm)，∑D表示全镜头长度，Nd表示反射是数，vd表示阿贝数，Fno表示在广角模式(WIDE)、中间模式(MID)与望远模式(TELE)的f-number，2ω表示在广角模式(WIDE)、中间模式(MID)与望远模式(TELE)的场视角。
表三
    f，focal length    3.54(wide)～7.08(mid)～10.62(tele)Fno                2.91(wide)～4.63(mid)～5.88(tele)2ω                77.2(wide)～42.5(mid)～29.5(wide)
 No. R，Radius of Curvature  D，Thickness   Nd，Refractive index  vd，Abbe number
 1*2*3456*789*10*11*12*1314     -56.46692.78805.692912.0545Stop2.6973-5.902121.5621-2.1199-2.3093-12.5497-4.8342∞∞     0.801.552.27Variable0.001.520.410.640.57Variable1.67Variable0.300.42     1.54501.84671.58311.84671.54501.58501.5168     56.023.859.423.856.031.064.2
    f，focal length     D4     D10     D12
 widemidtele     3.547.0810.62     7.012.940.50     0.507.5010.86     4.351.420.50
其中，在No.右侧的*表示所述的光学面为非球面，其非球面是以式(1)所定义。
表四列出本实施例的非球面透镜的圆锥是数K与非球面是数Ai的第4、6、8、12、14的数值，其中，“E”表示10位进位法的次幂。
表四
   No.     K     Aspherical coefficient
    A4     A6     A8     A10     A12     A14
    1269101112     0-1.0314600001.024445  1.855397E-041.443482E-039.584780E-04-3.721617E-039.508262E-03-4.075432E-03-1.590006E-04  -1.484163E-05-3.406259E-054.610859E-046.667228E-035.703233E-03-4.402059E-04-3.540504E-04  4.590912E-072.731971E-061.039275E-044.561676E-032.567022E-031.205204E-047.948935E-05  -6.134480E-09-1.206310E-072.603570E-05-1.508240E-03-3.983170E-04-1.868060E-052.092010E-07 1.393316E-13-3.260325E-205.597187E-07-1.186672E-06 4.626585E-088.473171E-08
在变焦时，如由广角模式变换至望远模式，第二透镜群向第一透镜群移动，使第二透镜群与第一透镜群的距离D4相对减小，第三透镜群向成像面移动，使第二透镜群与第三透镜群的距离D10相对加大，第三透镜群与成像面的距离D12相对减小，以改变变焦镜头的焦距与成像面呈像，∑D＝22mm。
在本实施例的设计方法上，以min|DW-DT|为最佳化目标函数以设计此三透镜群小型变焦镜头，经最佳化设计后如表一与表二，DW-DT＝-0.005mm，或|DW-DT|/∑D＝0.0025，称为镜头长度变化量为镜头长度的0.25％，据此显示，经由此最佳化设计后本发三透镜群小型变焦镜头在广角模式与望远模式下第一透镜至成像面距离的变化量接近0，其在广角模式、中间模式与望远模式的像差变化如图5、图6、图7。
在图5A、6A、7A显示若影像高度为2.83mm，在广角模式Fno＝2.91mm，中间模式Fno＝4.63mm与望远模式Fno＝5.88mm的球面畸变；在图5B、6B、7B显示若影像高度为2.83mm，在广角模式Fno＝2.91mm，中间模式Fno＝4.63mm与望远模式Fno＝5.88mm的散射；在图5C、6C、7C显示若影像高度为2.83mm，在广角模式Fno＝2.91mm，中间模式Fno＝4.63mm与望远模式Fno＝5.88mm的扭曲；在图5D、6D、7D显示若影像高度为2.83mm，在广角模式Fno＝2.91mm，中间模式Fno＝4.63mm与望远模式Fno＝5.88mm的侧向色差。由上可知，本实施例实现本实用新型使第一透镜至成像面距离变化接近0的情形下，可设计得镜组长度几乎不变且具有高分辨率、高画质与良好的像差修正的变焦镜头。
本实用新型通过上述结构，至少可达到下列优点：
<1>、在变焦镜头光学设计时，各光学条件之间的折衷取舍的优化过程，将影响变焦镜头的像差。使用DW-DT变化最小的条件，可使广角模式至望远模式之间，不因第一透镜在物侧的表面至成像面的距离不同，而使变焦镜头光学设计时产生较大的设计裕度(design tolerance)，从而降低变焦镜头的品质；反而因加入DW-DT变化量最小的限制条件，降低设计裕度，使光学设计的优化结果还可达最佳的像差修正；
<2>、由于采用内部对焦方式，且使DW-DT变化量最小，当不使用时，镜头前端不需缩入；当使用时，镜头前端不需伸出；可达最短镜头的设计，且可减少照像机内致动器(actuator)的使用，还可降低照像机制作的困难与降低成本。
<3>、由于镜头总长可固定，照相机可将镜头完全包覆，可保护镜头，还使外观设计容易。
以上所述仅为本新型的较佳实施例，对本新型而言仅是说明性的，而非限制性的；本专业技术人员理解，在本新型权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效变还，但都将落入本新型的保护范围内；例如，每个光学组件的曲率半径R的数值、非球面的形状、使用的材质、透镜间距离D的数值、折射率(refractive index)Nd数值、阿贝数vd数值，反而，本实用新型是广义范畴且将仅受限制在申请专利范围。

Claims (5)

1.一种三透镜群小型变焦镜头，其特征在于：其沿光轴由物侧至像侧依序设置有：一具有负屈光度的第一透镜群、一具有正屈光度的第二透镜群与一具有正屈光度的第三透镜群，其中：
第一透镜群，由两透镜构成，其沿光轴由物侧至像侧依序设置：一具有负屈光度且凸面朝向物侧的弯月型第一透镜与一具有负屈光度且凸面朝向物侧的弯月型第二透镜；
第二透镜群，由三透镜构成，其沿光轴由物侧至像侧依序设置：一圆柱双凸型第三透镜、一双凹型第四透镜与一凹面朝向物侧的弯月型第五透镜，且其中所述的第三透镜的像侧透镜面是与所述的第四透镜的物侧透镜面彼此相接合；
第三透镜群，由一透镜构成，是一具有正屈光度的第六透镜；
其中，所述的第一透镜群、第二透镜群与第三透镜群中的各透镜至少包含一个非球面光学面；
其中，在由广角模式变焦至望远模式时，第二透镜群与第一透镜群的距离缩小，第二透镜群与第三透镜群的距离则加大，第三透镜群与成像面距离则减少；
其中，第一透镜群、第二透镜群以及第三透镜群的焦距长满足下列条件：
2.5 < | f G 1 f W | < 3.0 ;
1.1 < | f G 1 f G 2 | < 1.7 ;
1.0 < f G 3 f T < 1.3 ; 与
0.08 < | f 3 v 3 + f 4 v 4 | < 0.28
其中，fW是本实用新型变焦镜头在广角模式的焦距长；fG1是第一透镜群的焦距长；fG2是第二透镜群的焦距长；fT是本实用新型变焦镜头在望远模式的焦距长；FG3是第三透镜群的焦距长；f3是第三透镜的焦距长；f4是第四透镜的焦距长；v3是第三透镜的阿贝数；v4是第四透镜的阿贝数。
2.根据权利要求1所述的三透镜群小型变焦镜头，其特征在于：所述的第二透镜群的第三透镜与第四透镜利用黏胶接合成一接合透镜，且第三透镜与第四透镜至少各包含一非球面光学面。
3.根据权利要求1所述的三透镜群小型变焦镜头，其特征在于：所述的第二透镜群的第三透镜与第四透镜彼此紧靠而接合，且第三透镜与第四透镜至少各包含一非球面光学面。
4.根据权利要求1所述的三透镜群小型变焦镜头，其特征在于：其进一步可在第一透镜群与第二透镜群之间设置一孔径光阑。
5.根据权利要求1所述的三透镜群小型变焦镜头，其特征在于：其进一步可满足以下条件：
|DW-DT|/∑D≤2.5％；
其中，DW是沿光轴在广角模式时第一透镜的物侧面至成像面的距离；DT是沿光轴在望远模式时第一透镜的物侧面至成像面的距离；∑D是镜头全长。
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