專利名稱：小型照相機變焦鏡頭的制作方法
技術領域：
本實用新型系關于一種小型變焦鏡組，特別是一種小型35mm鏡間快門相機(Lens Shutter Camera)所用的變焦鏡頭。
在先前之技藝中，用于照相機的變焦鏡頭設計，基本上可以分為二大類，第一類為反焦型(retrofocus type)，此型為二群鏡片組合，其中第一群為負屈光度而第二群為正屈光度，利用改變兩群間空氣間隔而改變焦距，特點在使鏡組后主面往后移，可增加后焦距的長度，因為有足夠的空間容納反射鏡片，是以適合單眼相機使用，但此類鏡頭前群口徑大，且全長很長，無法達到小型化之效果。
第二類為所謂的遠攝型(telephoto)組合，此型為具有正屈光度的前群和具有負屈光度的后群組合而成的二群鏡組，利用改變二群間的空氣間隔來改變焦距，特點在于使鏡頭后主面往前移，可以得到較短的后焦長度，因為后焦短且全長短，所以可以小型化，其可應用于鏡間快門相機中。
近年來，小型化是鏡間快門相機一致追求的目標，本實用新型之目即在提供一小型的照相機變焦鏡頭，揭示一外徑小、全長短且不需使用太多片數之鏡片組，即可達到高變倍率(Zoom Ratio)，其成像品質極佳，且不會因變倍率之提高導致鏡頭長度增加之缺點，其適用于小型35mm鏡間快門相機所使用。
本實用新型的技術方案是一種小型照相機變焦鏡頭，由物空間至像空間，依序由一具有正屈光度特性之前群和一具有負屈光度之后群組成，前群和后群之間形成一距離可變的空氣間隔，其特征在于其中前群由二個負透鏡和一個正透鏡組成，后群則至少由一正透鏡及一負透鏡組成。
所述的小型照相機變焦鏡頭，其特征在于該前群最靠近物空間的第一枚透鏡為一負透鏡，第二枚透鏡亦為一負透鏡，第三枚透鏡為一正透鏡。
所述的小型照相機變焦鏡頭，其特征在于該前群最靠近物空間的透鏡為一具負屈光度且凹向物空間的彎月型透鏡。
所述的小型照相機變焦鏡頭，其特征在于該后群包含一正透鏡及一負透鏡，其中正透鏡是凹向物空間的正新月型透鏡。
所述的小型照相機變焦鏡頭，其特征在于該后群包含一正透鏡及一負透鏡，其中負透鏡是一凹向物空間的負新月型透鏡。
所述的小型照相機變焦鏡頭，其特征在于該前群中至少含有一片非球面透鏡。
所述的小型照相機變焦鏡頭，其特征在于該后群中至少含有一片非球面透鏡。
本實用新型適用于小型35mm鏡間快門相機所用之鏡頭，其優(yōu)點是整個變焦鏡頭僅需五枚透鏡組成，而此組成之鏡頭構造，可以達到高變倍比(35-70)，小型化，且品質優(yōu)良的效果。
以下將參閱附圖作詳細說明，其中圖式說明


圖1表示本實用新型變焦鏡頭之各鏡片配置示意圖2表示本實用新型第一實施例之變焦鏡頭在廣視角時之光路徑示意圖；圖2A表示本實用新型第一實施例在廣視角時之縱向之球面像差；橫軸為離焦量(mm)，縱軸為縱向球面像差；圖2B表示本實用新型第一實施例在廣視角時之像散及場曲；橫軸為離焦量(mm)，縱軸為像散及場曲角度；圖2C表示本實用新型第一實施例在廣視角時之歪曲像差的曲線圖；橫軸為％歪曲像差，縱軸為歪曲像差角度；圖3表示本實用新型第一實施例的變焦鏡頭在中視角時的光路徑示意圖。
圖3A表示本實用新型第一實施例在中視角時之縱向之球面像差；橫軸為離焦量(mm)，縱軸為縱向球面像差；圖3B表示本實用新型第一實施例在中視角時之像散；橫軸為離焦量(mm)，縱軸為像散及場曲角度；圖3C表示本實用新型第一實施例在中視角時之歪曲像差的曲線圖；橫軸為％歪曲像差，縱軸為歪曲像差角度；圖4表示本實用新型第一實施例之變焦鏡頭在望遠時之光路徑示意圖；圖4A表示本實用新型第一實施例在望遠時之縱向之球面像差；橫軸為離焦量(mm)，縱軸為縱向球面像差；圖4B表示本實用新型第一實施例在望遠時之像散；橫軸為離焦量(mm)，縱軸為像散及場曲角度；
圖4C表示本實用新型第一實施例在望遠時之歪曲像差的曲線圖；橫軸為％歪曲像差，縱軸為歪曲像差角度；圖5表示本實用新型第二實施例之變焦鏡頭在廣視角時之光路徑示意圖；圖5A表示本實用新型第二實施例在廣視角時之縱向之球面像差；橫軸為離焦量(mm)，縱軸為縱向球面像差；圖5B表示本實用新型第二實施例在廣視角時之像散及場曲；橫軸為離焦量(mm)，縱軸為像散及場曲角度；圖5C表示本實用新型第二實施例在廣視角時之歪曲像差的曲線圖；橫軸為％歪曲像差，縱軸為歪曲像差角度；圖6表示本實用新型第二實施例之變焦鏡頭在中視角時之光路徑示意圖；圖6A表示本實用新型第二實施例在中視角時之縱向之球面像差；橫軸為離焦量(mm)，縱軸為縱向球面像差；圖6B表示本實用新型第二實施例在中視角時之像散；橫軸為離焦量(mm)，縱軸為像散及場曲角度；圖6C表示本實用新型第二實施例在中視角時之歪曲像差的曲線圖；橫軸為％歪曲像差，縱軸為歪曲像差角度；圖7表示本實用新型第二實施例之變焦鏡頭在望遠時之光路徑示意圖；圖7A表示本實用新型第二實施例在望遠時之縱向之球面像差；橫軸為離焦量(mm)，縱軸為縱向球面像差；圖7B表示本實用新型第二實施例在望遠時之像散；橫軸為離焦量(mm)，縱軸為像散及場曲角度；圖7C表示本實用新型第二實施例在望遠時之歪曲像差的曲線圖。橫軸為％歪曲像差，縱軸為歪曲像差角度；參閱
圖1所示，其顯示本實用新型之較佳實施例結構配置中，其變焦鏡組是由五片透鏡所組成。由圖示所示之各鏡片之組合配置關系圖中可知，本實用新型中之變焦鏡組，是包括由五片鏡片1、2、3、4、5所組成的透鏡系統(tǒng)，其透鏡系統(tǒng)由物空間起算(即由圖示所示之鏡組之左側端)，鏡片1、2、3構成前群F，而鏡片4、5則構成后群B，其中之前群F具有正屈光度之特性，而后群B具有負屈光度之特性。利用第一群和第二群間之間所形成的空氣間隔的變化可改變此透鏡系統(tǒng)之焦距。
本實用新型是由以上之至少五枚透鏡鏡片構成一小型照相變焦鏡組，適用于小型35mm鏡間快門相機所用之鏡頭。
圖1中所標示之各符號中，若由物空間起算，R1、R2為第一個透鏡1之透鏡面編號；R3、R4為第二個透鏡2之透鏡面編號；R5、R6為第三個透鏡3之透鏡面編號；R7、R8為第四個透鏡4之透鏡面編號；R9、R10為第五個透鏡5之透鏡面編號。
在前群中，其中最靠近物空間的第一枚透鏡1是一具有負曲光度且凹面朝物空間方向之彎月型負透鏡。第二枚透鏡2是負透鏡。第三枚透鏡3是正透鏡。
后群中，由物空間起算，第四枚透鏡4為一正透鏡，而第五枚透鏡5為一負透鏡，其中之第四枚透鏡4是一凹向物空間之正新月型透鏡，而第五枚透鏡5是一凹向物空間的負新月型透鏡。
以下系本實用新型之第一及第二實施例之說明。第一實施例圖2系表示如
圖1所示本實用新型第一實施例之透鏡系統(tǒng)之變焦鏡頭在廣視角時之光路徑示意圖，圖2A、2B、2C則表示在此一使用狀態(tài)時之像曲線圖。其中圖2A表示在廣視角時之縱向之球面像差(longitudinal spherical aberration)；圖2B表示像散(astigmatism)；圖2C表示歪曲像差(distortion)的曲線圖。
圖3表示本實用新型第一實施例之變焦鏡頭在中視角時之光路徑示意圖，而圖3A、3B、3C則表示其像曲線圖，其中，圖3A是表示其在中視角時之縱向之球面像差(longitudinal spherical aberration)；圖3B表示其像散(astigmatism)；圖3C表示歪曲像差(distortion)的曲線圖。
圖4表示本實用新型第一實施例之變焦鏡頭在望遠時之光路徑示意圖，而圖4A、4B、4C則表示其像曲線圖。其中，圖4A系表示在望遠時縱向之球面像差(longitudinal sphericalaberration)；圖4B表示像散(astigmatism)；圖4C表示歪曲像差(distortion)曲線圖。
在本實用新型之較佳實施例中，其小型變焦鏡頭之前群中至少含有一片非球面透鏡。而后群中亦至少含有一片非球面透鏡。其實施例說明如后。
非球面在徑向之方程式可表示為Z=CY21+[1-(1+K)C2Y2]1/2+(A)Y4+(B)Y6+(C)Y8+(D)Y10]]>其中Z 是凸陷量C是曲率(V＝1/r)K是二次曲線常數(Konic Constant)Y是光學面之徑向高度A是4階非球面系數B是6階非球面系數C是8階非球面系數D是10階非球面系數在以下所列示之實施例數據資料中，符號F代表變焦鏡頭之焦距；Di代表各透鏡鏡面與鏡面之間的距離；Ni代表各透鏡之折射率(refractive index)；而Vi代表各透鏡之阿貝數(Abbe’s Number)。
F＝36.5-67 f/#＝5.6-7.41
其中之D6為可變間距，其與焦點距離之關系如下
而在此一實施例中，其中R3、R5、R8面之鏡面乃為非球面鏡面，其各鏡面之非球面系數(參照非球面之徑向方程式)如下第3面非球面系數 A-4.00824E-5 B-5.17054E-7CD-6.26103E-11 K-0.254308第5面非球面系數 A 2.14148E-5 B 5.83767E-7CD-1.72681E-11 K-0.028111第8面非球面系數 A-5.71816E-6 B 4.30591E-7CD 5.38013E-11 K 1.968217第二實施例圖五系表示本實用新型第二實施例之透鏡系統(tǒng)之變焦鏡頭在廣視角時之光路徑示意圖，圖5A、5B、5C則表示在此一使用狀態(tài)時之像曲線圖。其中圖5A表示在廣視角時之縱向之球 面像差(longitudinal spherical aberration)；圖5B表示像散(astigmatism)；圖5C表示歪曲像差(distortion)的曲線圖。
圖6表示本實用新型第二實施例之變焦鏡頭在中視角時之光路徑示意圖，而圖6A、6B、6C則表示其像曲線圖，其中，圖6A是表示其在中視角時之縱向之球面像差(longitudinal spherical aberration)；圖6B表示其像散(astigmatism)；圖6C表示歪曲像差(distortion)的曲線圖。
圖7表示本實用新型第二實施例之變焦鏡頭在望遠時之光路徑示意圖，而圖7A、7B、7C則表示其像曲線圖。其中，圖7A是表示在望遠時縱向之球面像差(longitudinal sphericalaberration)；圖7B表示像散(astigmatism)；圖7C表示歪曲像差(distortion)的曲線圖。
在本實用新型此一實施例中，其小型變焦鏡頭之前群中至少含有一片非球面透鏡。而后群中亦至少含有一片非球面透鏡。其非球面在徑向之方程式如第一實施例中所示者相同。
在以下所列示者乃為本實用新型第二實施例之數據資料，其符號F代表變焦鏡頭之焦距；Di代表各透鏡鏡面與鏡面之間的距離；Ni代表各透鏡之折射率(refractive index)；而Vi代表各透鏡之阿貝數(Abbe’s Number)。
F＝36-67 f/#＝6.08-11.167
其中之D6為可變間距，其與焦點距離之關系如下
在第二實施例中，其中R5、R8面之鏡面乃為非球面鏡面，其各鏡面之非球 面系數如下第5面非球面系數 A-1.47693E-5 B-7.99892E-6D-3.07359E-8 K-0.906256第8面非球面系數 A-5.3135E-6 B 3.64547E-7D 9.54268E-11 K 2.407465以上所揭示之本實用新型之變焦鏡組，只使用了五片之鏡片而構成本實用新型之變焦透鏡系統(tǒng)，其具有外徑小、全長短、透鏡片數少之特性，在應用上特別適用于小型35mm鏡間快門相機所使用。
權利要求1.一種小型照相機變焦鏡頭，由物空間至像空間，依序由一具有正屈光度特性之前群和一具有負屈光度之后群組成，前群和后群之間形成一距離可變的空氣間隔，其特征在于其中前群由二個負透鏡和一個正透鏡組成，后群則至少由一正透鏡及一負透鏡組成。
2.根據權利要求1所述的小型照相機變焦鏡頭，其特征在于該前群最靠近物空間的第一枚透鏡為一負透鏡，第二枚透鏡亦為一負透鏡，第三枚透鏡為一正透鏡。
3.根據權利要求1所述的小型照相機變焦鏡頭，其特征在于該前群最靠近物空間的透鏡為一具負屈光度且凹向物空間的彎月型透鏡。
4.根據權利要求1所述的小型照相機變焦鏡頭，其特征在于該后群包含一正透鏡及一負透鏡，其中正透鏡是凹向物空間的正新月型透鏡。
5.根據權利要求1所述的小型照相機變焦鏡頭，其特征在于該后群包含一正透鏡及一負透鏡，其中負透鏡是一凹向物空間的負新月型透鏡。
6.根據權利要求1所述的小型照相機變焦鏡頭，其特征在于該前群中至少含有一片非球面透鏡。
7.根據權利要求1所述的小型照相機變焦鏡頭，其特征在于該后群中至少含有一片非球面透鏡。
專利摘要一種小型的照相機變焦鏡頭,由一具正屈光度特性之前群和一具有負屈光度特性之后群所組成,其前群系由三片透鏡組成,其中最靠近物空間的透鏡是一具有負曲光度且凹面朝物空間方向之負透鏡,第二枚透鏡是負透鏡,第三枚透鏡是正透鏡。后群由物空間起算是由一正透鏡及一負透鏡組成,其中之正透鏡是一凹向物空間之正新月型透鏡,而負透鏡是一凹向物空間之負新月型透鏡,至少五枚鏡片構成一小型照相變焦鏡組,適用于小型35mm鏡間快門相機所用的變焦鏡頭。
文檔編號G02B15/14GK2278227SQ9620115
公開日1998年4月8日 申請日期1996年2月9日 優(yōu)先權日1996年2月9日
發(fā)明者林潔予 申請人:財團法人工業(yè)技術研究院