变焦镜头和拍摄设备 本申请要求于 2009 年 12 月 17 日在日本专利局提交的第 2009-286705 号日本专 利申请和于 2010 年 11 月 29 日提交的第 10-2010-0119789 号韩国专利申请的权益， 其公开 通过引用全部包含于此。
技术领域
本发明涉及一种变焦镜头和拍摄设备。 背景技术 变焦镜头的在最小距离处的聚焦机构可以分为由最接近物方的第一透镜组聚焦 和由与第一透镜组不同的透镜组聚焦。
因为由第一透镜组进行聚焦的变焦镜头的结构简单， 所以可以容易地设计由第一 透镜组进行聚焦的变焦镜头。具体地讲， 在包括具有广角区域的设置在第一透镜组的前方 的正透镜的变焦镜头中， 变焦镜头的直径可以增加。克服了由第一透镜组聚焦的变焦镜头 的缺点的由与第一透镜组不同的透镜组聚焦的变焦镜头通过设置在第一透镜组的像方处 的负第二透镜组聚焦， 并包括设置在第二透镜组的前方的正透镜， 因此， 由与第一透镜组不
同的透镜组聚焦的变焦镜头适于高变焦放大率。
然而， 在由负第二透镜组执行聚焦且正透镜设置在负第二透镜组前方的变焦镜头 中， 第二透镜组通常在变焦方面起到重要作用， 因此， 透镜的数量可增加， 变焦镜头的重量 也可增加。 因此， 这样的变焦镜头不适于控制第二透镜组的前向或后向的微小的移位， 具体 地讲， 不适于通过成像器件的散景 (bokeh) 感测的自动聚焦控制。
另外已知的是， 包括从物方开始顺序布置的正第一透镜组、 负第二透镜组、 正第三 透镜组的变焦镜头可以通过第三透镜组进行聚焦。
然而， 因为当由第三透镜组执行聚焦时透镜的数量增加， 所以第三透镜组的微小 的控制 ( 例如， 第三透镜组的前向或后向的微小的移位 ) 不是容易的。 发明内容 本发明的实施例提供一种具有高变焦放大率、 优良的从广角位置至摄远位置的光 学性能、 优良的在最小距离处的聚焦性能的变焦镜头和包括该变焦镜头的拍摄设备。
根据本发明的实施例， 提供了一种变焦镜头， 包括 ： 从物方开始顺序布置的具有 正屈光力的第一透镜组、 具有负屈光力的第二透镜组、 具有正屈光力的随后的透镜组， 其 中， 所述随后的透镜组包括具有正屈光力的第三透镜组， 其中， 当第三透镜组的有效焦距为 f3[mm]、 所述随后的透镜组在摄远位置处的有效焦距为 frt[mm]、 第二透镜组 L2 的有效焦距 为 f2[mm] 时， 所述变焦镜头可以满足下式 ：
0.1 ＜ f3/frt ＜ 2.0，
1.5 ＜ |f3/f2| ＜ 4.0。
在从广角位置至摄远位置的变焦期间， 第一透镜组和第二透镜组之间的距离可以
增加， 第二透镜组和第三透镜组之间的距离可以减小。
第三透镜组可以朝向像方移位， 以执行在最小距离处的聚焦。
第三透镜组可以包括一块正透镜。
当第三透镜组的当在摄远位置处聚焦在无穷远距离处的物体上时的横向放大率 为 β3t、 与第三透镜组相比设置得更靠近像方并在摄远位置处聚焦在无穷远距离处的物体 上的透镜组的横向放大率为 βxt 时， 所述变焦镜头可以满足下式 ： 2 2
|(1-β3t )×βxt | ＞ 2.0。
当第三透镜组的当在广角位置处聚焦在无穷远距离处的物体上时的横向放大率 为 β3w、 与第三透镜组相比设置得更靠近像方并在广角位置处聚焦在无穷远距离处的物体 上的透镜组的横向放大率为 βxw 时， 所述变焦镜头可以满足下式 ： 2 2
{(1-β3w )×βxw }/{(1-β3t2)×βxt2} ＞ 0。
第一透镜组的有效焦距为 f1[mm]、 第二透镜组的有效焦距为 f2[mm]、 所述变焦镜 头在广角位置处的有效焦距为 fw[mm]、 所述变焦镜头在摄远位置处的有效焦距为 ft[mm] 时， 所述变焦镜头可以满足下式 ：
1.0 ＜ |f1/(fw×ft)1/2| ＜ 5.0，
0.1 ＜ |f2/(fw×ft)1/2| ＜ 1.0，
0.5 ＜ |frt/(fw×ft)1/2| ＜ 3.0。
所述随后的透镜组还可以包括顺序地设置在第三透镜组和像方之间的第四透镜 组和第五透镜组， 在变焦期间， 第四透镜组和第五透镜组之间的距离改变。
一种拍摄设备， 包括 ： 变焦镜头 ； 成像器件， 拾取由变焦镜头形成的图像， 其中， 变 焦镜头包括从物方开始顺序布置的具有正屈光力的第一透镜组、 具有负屈光力的第二透镜 组、 具有正屈光力的随后的透镜组， 其中， 所述随后的透镜组包括具有正屈光力的第三透 镜组， 当第三透镜组的有效焦距为 f3[mm]、 所述随后的透镜组在摄远位置处的有效焦距为 frt[mm]、 第二透镜组 L2 的有效焦距为 f2[mm] 时， 所述变焦镜头满足下式 ：
0.1 ＜ f3/frt ＜ 2.0，
1.5 ＜ |f3/f2| ＜ 4.0。 附图说明 通过参照附图详细描述本发明的示例性实施例， 本发明的上面的和其他特征和优 点将变得更清楚， 在附图中 ：
图 1 示出根据本发明实施例的变焦镜头 ；
图 2 示出根据实施例 1 的变焦镜头 ；
图 3 示出当根据实施例 1 的变焦镜头在广角位置处聚焦在无穷远距离处的物体上 时该变焦镜头的像差图 ；
图 4 示出当根据实施例 1 的变焦镜头在广角位置处聚焦在最小距离 (0.45m) 处的 物体上时该变焦镜头的像差图 ；
图 5 示出当根据实施例 1 的变焦镜头在中间位置处聚焦在无穷远距离处的物体上 时该变焦镜头的像差图 ；
图 6 示出当根据实施例 1 的变焦镜头在中间位置处聚焦在最小距离 (0.45m) 处的
物体上时该变焦镜头的像差图 ；
图 7 示出当根据实施例 1 的变焦镜头在摄远位置处聚焦在无穷远距离处的物体上 时该变焦镜头的像差图 ；
图 8 示出当根据实施例 1 的变焦镜头在摄远位置处聚焦在最小距离 (0.45m) 处的 物体上时该变焦镜头的像差图 ；
图 9 示出根据实施例 2 的变焦镜头 ；
图 10 示出当根据实施例 2 的变焦镜头在广角位置处聚焦在无穷远距离处的物体 上时该变焦镜头的像差图 ；
图 11 示出当根据实施例 2 的变焦镜头在广角位置处聚焦在最小距离 (0.45m) 处 的物体上时该变焦镜头的像差图 ；
图 12 示出当根据实施例 2 的变焦镜头在中间位置处聚焦在无穷远距离处的物体 上时该变焦镜头的像差图 ；
图 13 示出当根据实施例 2 的变焦镜头在中间位置处聚焦在最小距离 (0.45m) 处 的物体上时该变焦镜头的像差图 ；
图 14 示出当根据实施例 2 的变焦镜头在摄远位置处聚焦在无穷远距离处的物体 上时该变焦镜头的像差图 ； 图 15 示出当根据实施例 2 的变焦镜头在摄远位置处聚焦在最小距离 (0.45m) 处 的物体上时该变焦镜头的像差图 ；
图 16 示出根据实施例 3 的变焦镜头 ；
图 17 示出当根据实施例 3 的变焦镜头在广角位置处聚焦在无穷远距离处的物体 上时该变焦镜头的像差图 ；
图 18 示出当根据实施例 3 的变焦镜头在广角位置处聚焦在最小距离 (0.45m) 处 的物体上时该变焦镜头的像差图 ；
图 19 示出当根据实施例 3 的变焦镜头在中间位置处聚焦在无穷远距离处的物体 上时该变焦镜头的像差图 ；
图 20 示出当根据实施例 3 的变焦镜头在中间位置处聚焦在最小距离 (0.45m) 处 的物体上时该变焦镜头的像差图 ；
图 21 示出当根据实施例 3 的变焦镜头在摄远位置处聚焦在无穷远距离处的物体 上时该变焦镜头的像差图 ；
图 22 示出当根据实施例 3 的变焦镜头在摄远位置处聚焦在最小距离 (0.45m) 处 的物体上时该变焦镜头的像差图 ；
图 23 示出根据实施例 4 的变焦镜头 ；
图 24 示出当根据实施例 4 的变焦镜头在广角位置处聚焦在无穷远距离处的物体 上时该变焦镜头的像差图 ；
图 25 示出当根据实施例 4 的变焦镜头在广角位置处聚焦在最小距离 (0.45m) 处 的物体上时该变焦镜头的像差图 ；
图 26 示出当根据实施例 4 的变焦镜头在中间位置处聚焦在无穷远距离处的物体 上时该变焦镜头的像差图 ；
图 27 示出当根据实施例 4 的变焦镜头在中间位置处聚焦在最小距离 (0.45m) 处
的物体上时该变焦镜头的像差图 ；
图 28 示出当根据实施例 4 的变焦镜头在摄远位置处聚焦在无穷远距离处的物体 上时该变焦镜头的像差图 ；
图 29 示出当根据实施例 4 的变焦镜头在摄远位置处聚焦在最小距离 (0.45m) 处 的物体上时该变焦镜头的像差图。 具体实施方式
现在， 将在下文中参照示出了本发明示例性实施例的附图来更充分地描述根据本 发明的变焦镜头和拍摄设备。
将在下面被描述为示例性数据的透镜数据等不限于此， 且可以以各种不改变本发 明的范围的方式进行修改。
根据本发明实施例的变焦镜头可以用作诸如监视相机 (watching camera)、 数字 视频相机、 数字静态相机的拍摄设备的拍摄光学系统。 参照图 1， 例如， 变焦镜头可以包括从 物方 O 开始顺序布置的具有正屈光力的第一透镜组 L1、 具有负屈光力的第二透镜组 L2 以及 具有正屈光力的随后的透镜组 Lr。随后的透镜组 Lr 可以包括具有正屈光力的第三透镜组 L3、 具有负屈光力的第四透镜组 L4、 具有正屈光力的第五透镜组 L5。图 1 示出变焦镜头的 在广角位置处、 中间位置处、 摄远位置处的透镜布置。 第一透镜组 L1 可以包括具有朝向物方 O 的凸面的负弯月透镜 1 和正透镜 2。弯 月透镜 1 和正透镜 2 可以形成双合透镜。第二透镜组 L2 可以包括具有朝向物方 O 的凸面 的负弯月透镜 3、 双凹透镜 4、 具有朝向物方 O 的凸面的正透镜 5。第三透镜组 L3 可以包括 双凸透镜 6。第四透镜组 L4 可以包括具有正透镜 7 和负透镜 8 的双合透镜和具有正透镜 9 和负透镜 10 的双合透镜。第五透镜组 L5 可以包括正透镜 11 和负透镜 12。另外， 光阑 S 设 置在第三透镜组 L3 和第四透镜组 L4 之间， 诸如低通滤波器 (LPF) 的滤光器设置在第五透 镜组 L5 和像平面 IP 之间。
在变焦镜头中， 在从广角位置变焦至摄远位置期间， 第一透镜组 L1 至第五透镜组 L5 中的每个透镜组可以朝向物方 O 移动， 从而第一透镜组 L1 和第二透镜组 L2 之间的轴向 距离增加， 第二透镜组 L2 和第三透镜组 L3 之间的轴向距离减小， 如图 1 中所示。另外， 在 变焦期间， 光阑 S 可以与第四透镜组 L4 一体地移位。另外， 如图 1 的箭头 F 所示， 第三透镜 组 L3 朝向像平面方 I 移位， 以执行在最小距离处的聚焦。第四透镜组 L4 的包括正透镜 9 和负透镜 10 的双合透镜沿与光轴垂直的方向移位， 以校正由手抖动导致的图像抖动。
在拍摄设备中， 从变焦镜头的物方 O 入射的光形成在像平面 IP 上。例如， 图像形 成在成像器件 ( 诸如电荷耦合器件 (CCD) 或互补金属氧化物半导体 (CMOS) 传感器的光电 转换器件 ) 的图像表面上。拍摄设备将由成像器件接收的光光电转换为电信号， 并输出该 电信号， 然后形成与对象的图像对应的数字图像， 并将该数字图像记录在诸如硬盘驱动器 (HDD)、 存储卡、 光盘、 磁带的记录介质中。如果拍摄设备是胶片相机， 则像平面 IP 是胶片表 面。
当第三透镜组 L3 的有效焦距为 f3[mm]、 随后的透镜组 Lr( 第三透镜组 L3 至第五 透镜组 L5) 在摄远位置处的有效焦距为 frt[mm]、 第二透镜组 L2 的有效焦距为 f2[mm] 时， 根 据当前实施例的变焦镜头可以满足下面的式 1 和式 2。
0.1 ＜ f3/frt ＜ 2.0 ...... 式 1
1.5 ＜ |f3/f2| ＜ 4.0 ...... 式 2
为了得到优良的从广角位置至摄远位置的光学性能， 需要使第三透镜组 L3( 聚焦 透镜组 ) 的屈光力的布置最优化。式 1 和式 2 限制第三透镜组的屈光力的布置。如果 f3/ frt 小于式 1 的下限， 则在第三透镜组 L3 处出现的球面像差增加， 从而不能减小因聚焦而导 致的球面像差的变化。如果 f3/frt 大于式 1 的上限， 则在摄远位置不能控制用于聚焦的移 动距离， 因此， 变焦镜头的尺寸和重量可能增加。另外， 为了在 f3/frt 小于式 1 的下限时校 正第三透镜组 L3 的球面像差， 第三透镜组 L3 的透镜的数量增加， 从而增加了第三透镜组 L3 的重量。
如果 |f3/f2| 小于式 2 的下限， 则可能不能得到高放大率。如果 |f3/f2| 大于式 2 的上限， 则第二透镜组 L2 的屈光力增加， 从而不能减小 Petzval sum( 珀兹伐和 )， 且场曲或 像散可能增加。
根据当前实施例的变焦镜头可以满足下面的式 3 和式 4。
0.2 ＜ f3/frt ＜ 1.5 ...... 式 3
2.0 ＜ |f3/f2| ＜ 3.2 ...... 式 4 根据当前实施例的变焦镜头可以满足下面的式 5。
0.4 ＜ f3/frt ＜ 1.5 ...... 式 5
在根据当前实施例的变焦镜头中， 第三透镜组 L3 可以包括一块正透镜， 以减小第 三透镜组 L3 的重量。因此， 第三透镜组 L3 可以容易地前向和后向移位， 该变焦镜头可以适 合于通过固态成像器件的散景感测的所谓的爬山自动聚焦控制。
如果第三透镜组 L3 的当在摄远位置处聚焦在无穷远距离处的物体上时的横向放 大率为 β3t、 与第三透镜组 L3 相比设置得更靠近像方 I 并在摄远位置处聚焦在无穷远距离 处的物体上的第四透镜组 L4 和第五透镜组 L5 的横向放大率为 βxt， 则根据当前实施例的 变焦镜头可以满足下面的式 6。
|(1-β3t2)×βxt2| ＞ 2.0 ...... 式 6
当变焦镜头满足式 6 时， 可以减小在摄远位置处用于聚焦的移动距离。
变焦镜头可以满足下面的式 7。
|(1-β3t2)×βxt2| ＞ 3.0 ...... 式 7
变焦镜头可以满足下面的式 8。
5.0 ＞ |(1-β3t2)×βxt2| ...... 式 8
当变焦镜头满足式 8 时， 在摄远位置处的聚焦可以不太过敏感， 因此， 可以使第三 透镜组 L3 的停止精度 (stop precision) 最优化， 从而简化聚焦装置。
如果第三透镜组 L3 的当在广角位置处聚焦在无穷远距离处的物体上时的横向放 大率为 β3w、 与第三透镜组 L3 相比设置得更靠近像方 I 并在广角位置处聚焦在无穷远距离 处的物体上的第四透镜组 L4 和第五透镜组 L5 的横向放大率为 βxw， 则根据当前实施例的 变焦镜头可以满足下面的式 9。
{(1-β3w2)×βxw2}/{(1-β3t2)×βxt2} ＞ 0 ...... 式 9
当变焦镜头满足式 9 时， 第三透镜组 L3 当在摄远位置处从无穷远距离至最小距离 聚焦时在广角位置和摄远位置处沿相同的方向移位， 因此， 可以容易地控制第三透镜组 L3
的移位。 变焦镜头可以满足下面的式 10。
{(1-β3w2)×βxw2}/{(1-β3t2)×βxt2} ＞ 2 ...... 式 10
当第一透镜组 L1 的有效焦距为 f1[mm]、 第二透镜组 L2 的有效焦距为 f2[mm]、 变焦 镜头在广角位置处的有效焦距为 fw[mm]、 变焦镜头在摄远位置处的有效焦距为 ft[mm] 时， 根据当前实施例的变焦镜头可以满足下面的式 11、 式 12、 式 13。 1/2
1.0 ＜ |f1/(fw×ft) | ＜ 5.0 ...... 式 11 1/2
0.1 ＜ |f2/(fw×ft) | ＜ 1.0 ...... 式 12 1/2
0.5 ＜ |frt/(fw×ft) | ＜ 3.0 ...... 式 13
当变焦镜头满足式 11 时， 可以容易地校正球面像差。当变焦镜头满足式 12 时， 可 以容易地得到期望的变焦放大率。另外， 当变焦镜头满足式 13 时， 可以容易地得到期望的 后焦距。
根据当前实施例的变焦镜头额可以满足下面的式 14、 式 15、 式 16。 1/2
1.3 ＜ |f1/(fw×ft) | ＜ 4.0 ...... 式 14 1/2
0.18 ＜ |f2/(fw×ft) | ＜ 0.7 ...... 式 15 1/2
1.0 ＜ |frt/(fw×ft) | ＜ 2.5 ...... 式 16
根据当前实施例的变焦镜头可以满足下面的式 17、 式 18、 式 19。 1/2
2.5 ＜ |f1/(fw×ft) | ＜ 4.0 ...... 式 17 1/2
0.35 ＜ |f2/(fw×ft) | ＜ 0.7 ...... 式 18 1/2
1.1 ＜ |frt/(fw×ft) | ＜ 1.8 ...... 式 19
在根据当前实施例的变焦镜头中， 第四透镜组 L4 和第五透镜组 L5 顺序设置在第 三透镜组 L3 和像方之间。在变焦期间， 第四透镜组 L4 和第五透镜组 L5 之间的距离可以变 化。因此， 在具有正屈光力的随后的透镜组 Lr 中， 可以容易地校正像平面的根据变焦的变 化。
另外， 当第三透镜组 L3 包括具有随着远离光轴而减小的正屈光力的非球面时， 可 以减小根据聚焦的球面像差的变化。
根据当前实施例的变焦镜头可以具有高的变焦放大率、 优良的从广角位置至变焦 位置的光学性能、 优良的在最小距离处的变焦性能。另外， 因为第三透镜组 L3 可以被简化 且第三透镜组 L3 的重量可以减小， 所以可以容易地执行第三透镜组 L3 的前向和后向的微 小的移位。因此， 根据当前实施例的变焦镜头可以适用于通过固态成像器件的散景感测的 爬山自动聚焦控制。例如， 可以提供适于透镜可更换镜头数字静态相机等并具有高光学性 能的小型拍摄设备。
然而， 本发明不限于此， 且可以以不改变本发明的范围的各种方式进行修改。
随后的透镜组 Lr 不限于图 1 中示出的那些情形， 且透镜组的数量和透镜的构成和 布置可以变化。变焦镜头的设计可以变化。例如， 第四透镜组 L4 的两个双合透镜之间的距 离可以增加， 从而变焦镜头在从广角位置变焦至摄远位置器件具有 6 个透镜组。
下文中， 将描述根据实施例的变焦镜头的设计数据。 然而， 本发明不限于下面的实 施例， 且可以以不改变本发明的范围的各种方式进行修改。
下文中， 表面号 Si( 其中， i 是自然数 ) 是从最靠近物方 O 的透镜的第一透镜表面
开始朝向像方顺序增加的透镜表面号。R 是与每个表面号 Si 对应的透镜表面的曲率半径 [mm]。D 是在从物方 O 开始的第 i 透镜表面和第 i+1 透镜表面之间的轴向距离 [mm]， (当 变化时 )D1 至 D5 是在广角位置处 (f ＝ 18.55)、 中间位置处 (f ＝ 28.0)、 摄远位置 (f ＝ 53.4) 处在它们之间的轴向距离。另外， Nd 是每个透镜的折射率， Vd 是每个透镜的阿贝数。 另外， 示出了在广角位置处 (f ＝ 18.55)、 中间位置处 (f ＝ 28.0)、 摄远位置处 (f ＝ 53.4)， 第三透镜组 L3 在最小距离 (0.45m) 处的用于聚焦的移动距离。此外， 焦距的单位为 mm。
同时， 可以通过下面的式 20 来得到在变焦镜头中使用的非球面。
...... 式 20这里， 光轴为 x 轴， x 指示从透镜的顶点沿光轴的距离， h 指示沿垂直于光轴方向的 方向的距离， K 指示圆锥常数， A2i 指示非球面系数， C 指示透镜的顶点处的曲率半径 (R) 的 倒数。
实施例 1
图 2 示出了基于实施例 1 的数据所设计的变焦镜头。在图 2 中示出的变焦镜头的 构造与在图 1 中示出的变焦镜头的构造相同， 变焦镜头的透镜数据在下面的表 1 中列出。
表1
在从广角位置变焦到摄远位置过程中的可变距离在下面的表 2 中示出。 表2广角位置 (f ＝ 18.55) 0.861 15.335 4.196 4.530 中间位置 (f ＝ 28.0) 9.606 9.047 4.585 3.323 摄远位置 (f ＝ 53.4) 23.813 2.380 5.838 1.930可变距离 D1 D2 D3 D411102103252 A CN 102103255 D5
广角位置 1.810
透镜表面 S20
R -27.831 K 0.00000 20.963说明书43.0269/17 页28.475当物距为 0.45m 时， 用于聚焦的第三透镜组 L3 的移动距离在下面的表 3 中示出。 表3中间位置 2.109 摄远位置 3.149非球面系数在下面的表 4 中示出。 表4A4 7.44814E-05 A6 4.32792E-07 A8 0.00000 A10 0.00000关于根据实施例 1 的变焦镜头， 图 3 示出了当在广角位置聚焦于无穷远处的物体 时的像差图， 图 4 示出了当在广角位置聚焦于最小距离 (0.45m) 处的物体时的像差图， 图5 示出了当在中间位置聚焦于无穷远处的物体时的像差图， 图 6 示出了当在中间位置聚焦于 最小距离 (0.45m) 处的物体时的像差图， 图 7 示出了当在摄远位置聚焦于无穷远处的物体 时的像差图， 图 8 示出了当在摄远位置聚焦于最小距离 (0.45m) 处的物体时的像差图。
图 3 至图 8 示出了波长为约 656nm( 实线 )、 波长为约 588nm( 虚线 )、 波长为约 486nm( 点画线 )、 波长为约 436nm( 双点画线 ) 的球面像差。
图 3 至图 8 示出了每种波长的弧矢线 (S 1-S4) 和子午线 (T1-T4) 的像散。
图 3 至图 8 示出了波长为约 588nm 的畸变 ( 虚线 )。在根据实施例 1 的变焦镜头 中， 按照图 3 至图 8 所示地进行像差校正。
实施例 2
图 9 示出了基于根据实施例 2 的数据所设计的变焦镜头。在图 9 中示出的变焦镜 头的构造与在图 1 中示出的变焦镜头的结构相同， 变焦镜头的透镜数据在下面的表 5 中列 出。表 5 按照与表 1 相同的方式列出。
表5
在从广角位置变焦到摄远位置过程中的可变距离在下面的表 6 中示出。 表6广角位置 (f ＝ 18.55) 0.850 15.365 4.147 4.519 20.764 中间位置 (f ＝ 28.0) 9.422 9.027 4.555 3.284 28.285 摄远位置 (f ＝ 53.4) 23.523 2.340 5.816 1.894 42.896可变距离 D1 D2 D3 D4 D5当物距为 0.45m 时， 用于聚焦的第三透镜组 L3 的移动距离在下面的表 7 中示出。 表7中间位置 2.107 摄远位置 3.160非球面系数在下面的表 8 中示出。 表8A4 8.59850E-05 A6 3.95336E-07 A8 0.00000 A10 0.00000关于根据实施例 2 的变焦镜头， 图 10 示出了当在广角位置聚焦于无穷远处的物 体时的像差图， 图 11 示出了当在广角位置聚焦于最小距离 (0.45m) 处的物体时的像差图， 图 12 示出了当在中间位置聚焦于无穷远处的物体时的像差图， 图 13 示出了当在中间位置 聚焦于最小距离 (0.45m) 处的物体时的像差图， 图 14 示出了当在摄远位置聚焦于无穷远处 的物体时的像差图， 图 15 示出了当在摄远位置聚焦于最小距离 (0.45m) 处的物体时的像差 图。图 10 至图 15 按照与图 3 至图 8 相同的方式示出。
实施例 3
图 16 示出了基于根据实施例 3 的数据所设计的变焦镜头。在图 16 中示出的变焦 镜头的构造与在图 1 中示出的变焦镜头的结构相同， 变焦镜头的透镜数据在下面的表 9 中 列出。
表9
可变距离 D1 广角位置 (f ＝ 18.55) 1.847 中间位置 (f ＝ 28.0) 12.000 摄远位置 (f ＝ 53.4) 25.328在从广角位置变焦到摄远位置过程中的可变距离在下面的表 10 中示出。 表 1015102103252 A CN 102103255 D2 D3 D4 D5
广角位置 1.817
透镜表面 S20
R -27.758 K 0.00000 15.874 2.510 5.708 21.070说明8.822 2.769 4.541书2.026 3.820 3.362 45.50913/17 页29.455当物距为 0.45m 时， 用于聚焦的第三透镜组 L3 的移动距离在下面的表 11 中示出。 表 11中间位置 2.270 摄远位置 3.319非球面系数在下面的表 12 中示出。 表 12A4 7.56671E-05 A6 3.60183E-07 A8 0.00000 A10 0.00000关于根据实施例 3 的变焦镜头， 图 17 示出了当在广角位置聚焦于无穷远处的物 体时的像差图， 图 18 示出了当在广角位置聚焦于最小距离 (0.45m) 处的物体时的像差图， 图 19 示出了当在中间位置聚焦于无穷远处的物体时的像差图， 图 20 示出了当在中间位置 聚焦于最小距离 (0.45m) 处的物体时的像差图， 图 21 示出了当在摄远位置聚焦于无穷远处 的物体时的像差图， 图 22 示出了当在摄远位置聚焦于最小距离 (0.45m) 处的物体时的像差 图。图 17 至图 22 按照与图 3 至图 8 相同的方式示出。
实施例 4
图 23 示出了基于根据实施例 4 的数据所设计的变焦镜头。与在图 1 中示出的变 焦镜头不同的根据实施例 4 的变焦镜头包括 ： 第一透镜组 L1， 第一透镜组 L1 包括双合透镜 以及正透镜 3， 双合透镜包括具有朝向物方的凸面的负弯月透镜 1 和正透镜 2 ； 第二透镜组 L2， 包括具有朝向物方的凸面的负弯月透镜 4、 双凹透镜 5、 具有朝向物方的凸面的正透镜 6 以及负透镜 7 ； 第三透镜组 L3， 包括具有负透镜 8 和正透镜 9 的双合透镜 ； 第四透镜组 L4， 包括具有正透镜 10 和负透镜 11 的双合透镜以及具有负透镜 12 和正透镜 13 的双合透镜 ； 第五透镜组 L5， 包括正透镜 14、 具有正透镜 15 和负透镜 16 的双合透镜以及正透镜 17。另 外， 光阑 S 可被设置在第二透镜组 L2 和第三透镜组 L3 之间， 滤光器 ( 例如， LPF) 可被设置 在第五透镜组 L5 和像平面 IP 之间。
在根据实施例 4 的变焦镜头中， 如图 23 中所示， 在从广角位置变焦到摄远位置的 过程中， 第一透镜组 L1 至第五透镜组 L5 中的每个透镜组均可朝着物方移位， 使得第一透镜 组 L1 和第二透镜组 L2 之间的轴向距离增大， 并且第二透镜组 L2 和第三透镜组 L3 之间的轴向距离减小。另外， 在变焦过程中， 光阑 S 可与第三透镜组 L3 一体地移位。另外， 如图 23 所示， 第三透镜组 L3 可朝着物方 0 移位， 以执行最小距离处的聚焦。第四透镜组 L4 的包括 负透镜 12 和正透镜 13 的双合透镜可沿着与光轴垂直的方向移位， 以校正由手抖动所引起 的图像抖动。
用于设计根据实施例 4 的变焦镜头的透镜数据在下面的表 13 中列出。表 13 按照 与表 1 相同的方式列出。
表 13
在从广角位置变焦到摄远位置过程中的可变距离在下面的表 14 中示出。 表 14广角位置 (f ＝ 18.55) 2.460 26.958 14.437 18.581 中间位置 (f ＝ 69.0) 31.855 9.612 2.316 52.002 摄远位置 (f ＝ 194.3) 55.017 1.670 2.305 65.944可变距离 D1 D2 D3 D4
当物距为 0.45m 时， 用于聚焦的第三透镜组 L3 的移动距离在下面的表 15 中示出。 表 15广角位置 1.500 中间位置 2.446 摄远位置 7.704
透镜表面 S20 S17 S21 S24非球面系数在下面的表 16 中示出。 表 16R 500.000 -30.895 248.488 50.994 K 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 A4 1.97889E-06 8.54454E-06 A6 3.56674E-09 0.00000E+00 A8 3.05132E-11 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 A10 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+007.53970E-06 -2.04757E-08 -1.24767E-05 -8.80785E-09关于根据实施例 4 的变焦镜头， 图 24 示出了当在广角位置聚焦于无穷远处的物 体时的像差图， 图 25 示出了当在广角位置聚焦于最小距离 (0.45m) 处的物体时的像差图， 图 26 示出了当在中间位置聚焦于无穷远处的物体时的像差图， 图 27 示出了当在中间位置 聚焦于最小距离 (0.45m) 处的物体时的像差图， 图 28 示出了当在摄远位置聚焦于无穷远处 的物体时的像差图， 图 29 示出了当在摄远位置聚焦于最小距离 (0.45m) 处的物体时的像差 图。图 24 至图 29 按照与图 3 至图 8 相同的方式示出。
根据下面的数据， 可以看出， 根据本发明的实施例的变焦镜头满足式 1 至 19。
表 17实施例 1 0.689 2.333 3.700 22.198 3.209 0.470 1.592 实施例 2 0.724 2.387 3.700 15.352 3.210 0.473 1.557 实施例 3 1.068 2.748 3.686 3.332 3.636 0.502 1.291 实施例 4 0.283 2.476 7.503 21.090 1.585 0.226 1.976如上所述， 根据本发明的变焦镜头具有高变焦放大率以及优良的从广角位置到摄 远位置的光学性能。此外， 变焦镜头具有在最小距离处的优良的聚焦性能。此外， 通过成像 器件的散景感测， 变焦镜头可适于应用于自动聚焦控制。
尽管已经参照本发明的示例性实施例具体示出和描述了本发明， 但是本领域的普 通技术人员应该理解， 在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下， 可以对 其进行形式和细节上的各种改变。