变焦镜头组

文档序号：1140516 发布日期：2020-09-11 浏览：20次 >En<

阅读说明：本技术 变焦镜头组 (Zoom lens group ) 是由闻人建科戴付建赵烈烽于 2020-07-06 设计创作，主要内容包括：本申请公开了一种变焦镜头组,该变焦镜头组沿着光轴由物侧至像侧依序包括：第一透镜组；第二透镜组；具有正光焦度的第三透镜组；以及具有负光焦度的第四透镜组。改变第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组在光轴上的位置,以实现变焦镜头组的连续变焦。第一透镜组中最靠近物侧的透镜的物侧面至变焦镜头组的成像面在光轴上的距离TTL与变焦镜头组处于广角状态时的总有效焦距fw满足：2.0＜TTL/fw＜3.0。(The present application discloses a zoom lens assembly, sequentially comprising, from an object side to an image side along an optical axis: a first lens group; a second lens group; a third lens group having positive optical power; and a fourth lens group having negative power. And changing the positions of the second lens group, the third lens group and the fourth lens group on the optical axis to realize continuous zooming of the zoom lens groups. The distance TTL from the object side surface of the lens closest to the object side in the first lens group to the imaging surface of the zoom lens group on the optical axis and the total effective focal length fw of the zoom lens group in the wide-angle state satisfy: TTL/fw is more than 2.0 and less than 3.0.)

变焦镜头组

技术领域

本申请涉及光学元件领域，并具体涉及一种变焦镜头组。

背景技术

随着摄像技术的发展和互联网行业的崛起，用户对智能手机、摄像机等可移动设备的拍照水平及摄像质量的要求越来越高。目前在现有技术中手机拍照功能为了能够达到变焦的效果，通常采用超清主摄、超大广角以及长焦镜头组合搭配的方案，并且通过镜头之间的切换来模拟变焦效果。

这种多镜头变焦方案的弊端非常明显：首先，多镜头模拟变焦效果时牵扯到多个镜头的切换，使得变焦过程不连贯；其次，多个镜头的切换导致白平衡不稳定，使用现有的变焦镜头时直观效果差强人意；另外，在可变焦距从广角状态切换到标准状态或是标准状态切换到长焦状态的过程中利用的还是数码裁切变焦的原理，使得镜头的变焦性能有很大损失。

因此，如何兼顾变焦镜头小型化与连续变焦的功能是目前在变焦镜头中亟待解决的问题。

发明内容

本申请提供了可适用于便携式电子产品的、可至少解决或部分解决现有技术中的上述至少一个缺点的变焦镜头组。

本申请的一方面提供了这样一种变焦镜头组，该变焦镜头组沿着光轴由物侧至像侧依序可包括：第一透镜组；第二透镜组；具有正光焦度的第三透镜组；以及具有负光焦度的第四透镜组；改变第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组在所述光轴上的位置，以实现所述变焦镜头组的连续变焦；其中，第一透镜组中最靠近物侧的透镜的物侧面至变焦镜头组的成像面在光轴上的距离TTL与变焦镜头组处于广角状态时的总有效焦距fw可满足：2.0＜TTL/fw＜3.0。

在一个实施方式中，第一透镜组中最靠近物侧的透镜的物侧面至变焦镜头组的成像面在光轴上的距离TTL与变焦镜头组处于广角状态时的总有效焦距fw可满足:2.0＜TTL/fw＜2.5。

在一个实施方式中，第一透镜组中最靠近物侧的透镜的物侧面至变焦镜头组的成像面在光轴上的距离TTL与变焦镜头组处于长焦状态时的总有效焦距ft可满足：1.0＜TTL/ft＜1.5。

在一个实施方式中，变焦镜头组处于广角状态时的总有效焦距fw与第一透镜组的有效焦距fG1可满足：10×fw/|fG1|＜0.5。

在一个实施方式中，变焦镜头组处于广角状态时的总有效焦距fw与第二透镜组的有效焦距fG2可满足：4.0＜fG2/fw＜4.5。

在一个实施方式中，变焦镜头组处于广角状态时的总有效焦距fw、变焦镜头组处于长焦状态时的总有效焦距ft以及第三透镜组的有效焦距fG3可满足：1.4＜fG3/|fw-ft|＜1.6。

在一个实施方式中，第三透镜组的有效焦距fG3与第四透镜组的有效焦距fG4可满足：-1.5＜fG3/fG4≤-1.0。

在一个实施方式中，第一透镜组可包括第一透镜；第二透镜组可包括第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜；第三透镜组可包括第六透镜；以及第四透镜组可包括第七透镜和第八透镜。

在一个实施方式中，第二透镜组的有效焦距f2与第二透镜和第三透镜的组合焦距f23可满足：2≤fG2/f23＜2.5。

在一个实施方式中，第二透镜组的有效焦距f2与第四透镜和第五透镜的组合焦距f45可满足：-1.5＜fG2/f45＜-1.0。

在一个实施方式中，第二透镜的物侧面的曲率半径R3与第五透镜的像侧面的曲率半径R10可满足：-2.0＜R3/R10≤-1.0。

在一个实施方式中，第六透镜的物侧面的曲率半径R11与第六透镜的像侧面的曲率半径R12可满足：-2.0＜R11/R12＜-1.0。

在一个实施方式中，第八透镜的物侧面的曲率半径R15与第八透镜的像侧面的曲率半径R16可满足：-1.5＜R15/R16＜-1.0。

在一个实施方式中，变焦镜头组处于广角状态时的总有效焦距fw与变焦镜头组处于长焦状态时的总有效焦距ft可满足：1.5＜ft/fw＜2.0。

本申请的另一方面提供了这样一种变焦镜头组，该变焦镜头组沿着光轴由物侧至像侧依序可包括：第一透镜组；第二透镜组；具有正光焦度的第三透镜组；以及具有负光焦度的第四透镜组；改变第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组在所述光轴上的位置，以实现所述变焦镜头组的连续变焦；其中，第一透镜组中最靠近物侧的透镜的物侧面至变焦镜头组的成像面在光轴上的距离TTL与变焦镜头组处于长焦状态时的总有效焦距ft可满足：1.0＜TTL/ft＜1.5。

在一个实施方式中，第一透镜组中最靠近物侧的透镜的物侧面至变焦镜头组的成像面在光轴上的距离TTL与变焦镜头组处于广角状态时的总有效焦距fw可满足：2.0＜TTL/fw＜2.5。

在一个实施方式中，变焦镜头组处于广角状态时的总有效焦距fw与第一透镜组的有效焦距fG1可满足：10×fw/|fG1|＜0.5。

在一个实施方式中，变焦镜头组处于广角状态时的总有效焦距fw与第二透镜组的有效焦距fG2可满足：4.0＜fG2/fw＜4.5。

在一个实施方式中，第三透镜组的有效焦距fG3与第四透镜组的有效焦距fG4可满足：-1.5＜fG3/fG4≤-1.0。

在一个实施方式中，第二透镜组的有效焦距fG2与第二透镜和第三透镜的组合焦距f23可满足：2≤fG2/f23＜2.5。

在一个实施方式中，第二透镜组的有效焦距fG2与第四透镜和第五透镜的组合焦距f45可满足：-1.5＜f2/f45＜-1.0。

在一个实施方式中，第二透镜的物侧面的曲率半径R3与第五透镜的像侧面的曲率半径R10可满足：-2.0＜R3/R10≤-1.0。

在一个实施方式中，第六透镜的物侧面的曲率半径R11与第六透镜的像侧面的曲率半径R12可满足：-2.0＜R11/R12＜-1.0。

在一个实施方式中，第八透镜的物侧面的曲率半径R15与第八透镜的像侧面的曲率半径R16可满足：-1.5＜R15/R16＜-1.0。

在一个实施方式中，变焦镜头组处于广角状态时的总有效焦距fw与变焦镜头组处于长焦状态时的总有效焦距ft可满足：1.5＜ft/fw＜2.0。

本申请通过合理的分配光焦度以及优化光学参数，提供了一种具有连续变焦、小型化以及良好的成像质量的变焦镜头组。

附图说明

结合附图，通过以下非限制性实施方式的详细描述，本申请的其他特征、目的和优点将变得更加明显。在附图中：

图1示出了根据本申请实施例1的变焦镜头组处于广角状态时的结构示意图；

图2示出了根据本申请实施例1的变焦镜头组在从广角状态切换到长焦状态的过程中的中间状态的结构示意图；

图3示出了根据本申请实施例1的变焦镜头组处于长焦状态时的结构示意图；

图4A至图4C分别示出了实施例1的变焦镜头组处于广角状态时的轴上色差曲线、象散曲线以及畸变曲线；

图5A至图5C分别示出了实施例1的变焦镜头组在从广角状态切换到长焦状态的过程中的中间状态的轴上色差曲线、象散曲线以及畸变曲线；

图6A至图6C分别示出了实施例1的变焦镜头组处于长焦状态时的轴上色差曲线、象散曲线以及畸变曲线；

图7示出了根据本申请实施例2的变焦镜头组处于广角状态时的结构示意图；

图8示出了根据本申请实施例2的变焦镜头组在从广角状态切换到长焦状态的过程中的中间状态的结构示意图；

图9示出了根据本申请实施例2的变焦镜头组处于长焦状态时的结构示意图；

图10A至图10C分别示出了实施例2的变焦镜头组处于广角状态时的轴上色差曲线、象散曲线以及畸变曲线；

图11A至图11C分别示出了实施例2的变焦镜头组在从广角状态切换到长焦状态的过程中的中间状态的轴上色差曲线、象散曲线以及畸变曲线；

图12A至图12C分别示出了实施例2的变焦镜头组处于长焦状态时的轴上色差曲线、象散曲线以及畸变曲线；

图13示出了根据本申请实施例3的变焦镜头组处于广角状态时的结构示意图；

图14示出了根据本申请实施例3的变焦镜头组在从广角状态切换到长焦状态的过程中的中间状态的结构示意图；

图15示出了根据本申请实施例3的变焦镜头组处于长焦状态时的结构示意图；

图16A至图16C分别示出了实施例3的变焦镜头组处于广角状态时的轴上色差曲线、象散曲线以及畸变曲线；

图17A至图17C分别示出了实施例3的变焦镜头组在从广角状态切换到长焦状态的过程中的中间状态的轴上色差曲线、象散曲线以及畸变曲线；

图18A至图18C分别示出了实施例3的变焦镜头组处于长焦状态时的轴上色差曲线、象散曲线以及畸变曲线；

图19示出了根据本申请实施例4的变焦镜头组处于广角状态时的结构示意图；

图20示出了根据本申请实施例4的变焦镜头组在从广角状态切换到长焦状态的过程中的中间状态的结构示意图；

图21示出了根据本申请实施例4的变焦镜头组处于长焦状态时的结构示意图；

图22A至图22C分别示出了实施例4的变焦镜头组处于广角状态时的轴上色差曲线、象散曲线以及畸变曲线；

图23A至图23C分别示出了实施例4的变焦镜头组在从广角状态切换到长焦状态的过程中的中间状态的轴上色差曲线、象散曲线以及畸变曲线；以及

图24A至图24C分别示出了实施例4的变焦镜头组处于长焦状态时的轴上色差曲线、象散曲线以及畸变曲线。

具体实施方式

为了更好地理解本申请，将参考附图对本申请的各个方面做出更详细的说明。应理解，这些详细说明只是对本申请的示例性实施方式的描述，而非以任何方式限制本申请的范围。在说明书全文中，相同的附图标号指代相同的元件。表述“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和全部组合。

应注意，在本说明书中，第一、第二、第三等的表述仅用于将一个特征与另一个特征区分开来，而不表示对特征的任何限制。因此，在不背离本申请的教导的情况下，下文中讨论的第一透镜也可被称作第二透镜或第三透镜。

在附图中，为了便于说明，已稍微夸大了透镜的厚度、尺寸和形状。具体来讲，附图中所示的球面或非球面的形状通过示例的方式示出。即，球面或非球面的形状不限于附图中示出的球面或非球面的形状。附图仅为示例而并非严格按比例绘制。

在本文中，近轴区域是指光轴附近的区域。若透镜表面为凸面且未界定该凸面位置时，则表示该透镜表面至少于近轴区域为凸面；若透镜表面为凹面且未界定该凹面位置时，则表示该透镜表面至少于近轴区域为凹面。每个透镜最靠近被摄物体的表面称为该透镜的物侧面，每个透镜最靠近成像面的表面称为该透镜的像侧面。

还应理解的是，用语“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，当在本说明书中使用时表示存在所陈述的特征、元件和/或部件，但不排除存在或附加有一个或多个其它特征、元件、部件和/或它们的组合。此外，当诸如“...中的至少一个”的表述出现在所列特征的列表之后时，修饰整个所列特征，而不是修饰列表中的单独元件。此外，当描述本申请的实施方式时，使用“可”表示“本申请的一个或多个实施方式”。并且，用语“示例性的”旨在指代示例或举例说明。

除非另外限定，否则本文中使用的所有用语(包括技术用语和科学用语)均具有与本申请所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。还应理解的是，用语(例如在常用词典中定义的用语)应被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义，并且将不被以理想化或过度正式意义解释，除非本文中明确如此限定。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

以下对本申请的特征、原理和其他方面进行详细描述。

根据本申请示例性实施方式的变焦镜头组可包括八片具有光焦度的透镜，分别是第一透镜组，其包括第一透镜；第二透镜组，其包括第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜；第三透镜组，其包括第六透镜；以及第四透镜组，其包括第七透镜和第八透镜。这八片透镜沿着光轴从物侧至像侧依序排列。

在示例性实施方式中，第三透镜可具有正光焦度，第四透镜可具有负光焦度，有利于矫正变焦系统的球差，提升变焦镜头组的成像质量。

在示例性实施方式中，改变第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组在光轴上的位置，可以实现变焦镜头组从广角状态向长焦状态的切换。通过合理分配系统光焦度，当系统处于广角状态时，第一透镜组和第二透镜组构成的变焦组间距最大，第三透镜组和第四组透镜构成的补偿组间距最小，以达到系统最小焦距，最大视场角的目的。当系统向长焦状态变焦时，第一透镜组和第二透镜组构成的变焦组间距缩短，第三透镜组和第四组透镜构成的补偿组间距拉长，长焦端全系统焦距与广角端的全系统焦距的比值实现连续变化，完成光学成像系统的连续变焦过程。

在示例性实施方式中，第一透镜组中最靠近物侧的透镜的物侧面至变焦镜头组的成像面在光轴上的距离TTL与变焦镜头组处于广角状态时的总有效焦距fw可满足：2.0＜TTL/fw＜3.0。例如，2.0＜TTL/fw＜2.5。通过将第一透镜组中最靠近物侧的透镜的物侧面至变焦镜头组的成像面在光轴上的距离与变焦镜头组处于广角状态时的总有效焦距的比值控制在合理的数值范围内，可使变焦系统变焦在广角状态时，变焦镜头组在满足较大变焦范围的同时具有较小的移动量，有利于减小光学系统的整体尺寸，同时也有利于设计用于驱动变焦的马达。

在示例性实施方式中，第一透镜组中最靠近物侧的透镜的物侧面至变焦镜头组的成像面在光轴上的距离TTL与变焦镜头组处于长焦状态时的总有效焦距ft可满足：1.0＜TTL/ft＜1.5。通过将第一透镜组中最靠近物侧的透镜的物侧面至变焦镜头组的成像面在光轴上的距离与变焦镜头组处于长焦状态时的总有效焦距的比值控制在合理的数值范围内，有利于控制变焦镜头组在长焦状态下的光学系统总长，以有效减小光学系统的尺寸，同时也能使光学系统在变焦到长焦状态时，镜组具有较小的移动量。

在示例性实施方式中，变焦镜头组处于广角状态时的总有效焦距fw与第一透镜组的有效焦距fG1可满足：10×fw/|fG1|＜0.5。通过将变焦镜头组处于广角状态时的总有效焦距与第一透镜组的有效焦距的比值控制在合理的数值范围内，有助于减小第一透镜组的光焦度，因为在变焦过程中第一透镜组需要保持不变，所以减小第一透镜组的光焦度有利于后面的透镜组的光焦度分配，增大系统的变焦范围。

在示例性实施方式中，变焦镜头组处于广角状态时的总有效焦距fw与第二透镜组的有效焦距fG2可满足：4.0＜fG2/fw＜4.5。合理控制变焦镜头组处于广角状态时的总有效焦距与第二透镜组的有效焦距之间的相互关系，有助于增大第二透镜组的光焦度，使得变焦光学系统能够获得更大的变焦范围。

在示例性实施方式中，变焦镜头组处于广角状态时的总有效焦距fw、变焦镜头组处于长焦状态时的总有效焦距ft以及第三透镜组的有效焦距fG3可满足：1.4＜fG3/|fw-ft|＜1.6。合理控制变焦镜头组处于广角状态时的总有效焦距、变焦镜头组处于长焦状态时的总有效焦距以及第三透镜组的有效焦距之间的相互关系，有助于控制第三透镜组的光焦度，通过控制第三透镜组的光焦度来平衡光焦度之间的分配，提升变焦镜头组的成像质量。

在示例性实施方式中，第三透镜组的有效焦距fG3与第四透镜组的有效焦距fG4可满足：-1.5＜fG3/fG4≤-1.0。例如，-1.2＜fG3/fG4≤-1.0。通过合理控制第三透镜组和第四透镜组的光焦度来平衡各组件之间的光焦度的分配，有利于更好地发挥光学系统的性能。

在示例性实施方式中，第二透镜组的有效焦距fG2与第二透镜和第三透镜的组合焦距f23可满足：2≤fG2/f23＜2.5。通过合理控制第二透镜和第三透镜在第二透镜组中的光焦度，有平衡像差提升变焦系统的成像质量。

在示例性实施方式中，第二透镜组的有效焦距fG2与第四透镜和第五透镜的组合焦距f45可满足：-1.5＜fG2/f45＜-1.0。通过合理控制第四透镜和第五透镜在第二透镜组中的光焦度，能够有效平衡第二透镜组中各个透镜之间的光焦度。

在示例性实施方式中，第二透镜的物侧面的曲率半径R3与第五透镜的像侧面的曲率半径R10可满足：-2.0＜R3/R10≤-1.0。通过将第二透镜的物侧面的曲率半径与第五透镜的像侧面的曲率半径之间的比值控制在合理的数值范围内，有助于第二透镜和第五透镜的光焦度的分配，提高变焦系统的成像质量。

在示例性实施方式中，第六透镜的物侧面的曲率半径R11与第六透镜的像侧面的曲率半径R12可满足：-2.0＜R11/R12＜-1.0。例如，-2.0＜R11/R12＜-1.5。通过将第六透镜的物侧面与像侧面的曲率半径之间的比值控制在合理的数值范围内，有助于控制第六透镜的光焦度的分配，同时又能使包括第六透镜的第三透镜组作为变焦系统中的补偿组在变焦过程中起到补偿作用。

在示例性实施方式中，第八透镜的物侧面的曲率半径R15与第八透镜的像侧面的曲率半径R16可满足：-1.5＜R15/R16＜-1.0。通过将第八透镜的物侧面与像侧面的曲率半径之间的比值控制在合理的数值范围内，有助于控制第八透镜的光焦度的分配，用以平衡变焦镜头组的倍率色差和场曲，提高变焦系统的成像质量。

在示例性实施方式中，变焦镜头组处于广角状态时的总有效焦距fw与变焦镜头组处于长焦状态时的总有效焦距ft可满足：1.5＜ft/fw＜2.0。通过将变焦镜头组处于广角状态时的总有效焦距与变焦镜头组处于长焦状态时的总有效焦距之间的比值控制在合理的数值范围内，有利于提升变焦系统的变焦能力，并且该比值的数值越大表示系统的变焦能力越强。

在示例性实施方式中，上述变焦镜头组还可包括光阑。光阑可根据需要设置在适当位置处。例如，光阑可设置在第二透镜组中的第三透镜与第四透镜之间。将光阑设置在第三透镜和第四透镜之间，有利于减小变焦镜头的尺寸。同时，光阑位于光学系统的中间位置，可以使光学系统呈前后对称结构，有利于平衡像差。

本申请提出了一种具有连续变焦、高集成度、小型化、高成像质量等特性的变焦镜头组。根据本申请的上述实施方式的变焦镜头组可采用多片镜片，例如上文所述的八片。通过合理分配各透镜的光焦度、面型、各透镜的曲率半径等，可有效地汇聚入射光线、降低成像镜头的光学总长并提高成像镜头的可加工性，使得变焦镜头组更有利于生产加工。

在示例性实施方式中，各透镜的镜面中的至少一个为非球面镜面，即，第一透镜的物侧面至第六透镜的像侧面中的至少一个镜面为非球面镜面。非球面透镜的特点是：从透镜中心到透镜周边，曲率是连续变化的。与从透镜中心到透镜周边具有恒定曲率的球面透镜不同，非球面透镜具有更佳的曲率半径特性，具有改善歪曲像差及改善像散像差的优点。采用非球面透镜后，能够尽可能地消除在成像的时候出现的像差，从而改善成像质量。可选地，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜中的每个透镜的物侧面和像侧面中的至少一个为非球面镜面。可选地，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜中的每个透镜的物侧面和像侧面均为非球面镜面。

然而，本领域的技术人员应当理解，在未背离本申请要求保护的技术方案的情况下，可改变构成变焦镜头组的透镜数量，来获得本说明书中描述的各个结果和优点。例如，虽然在实施方式中以八个透镜为例进行了描述，但是该变焦镜头组不限于包括八个透镜。如果需要，该变焦镜头组还可包括其它数量的透镜。

下面参照附图进一步描述可适用于上述实施方式的变焦镜头组的具体实施例。

实施例1

以下参照图1至图6C描述根据本申请实施例1的变焦镜头组。图1示出了根据本申请实施例1的变焦镜头组处于广角状态时的结构示意图。图2示出了根据本申请实施例1的变焦镜头组在从广角状态切换到长焦状态的过程中的中间状态的结构示意图。图3示出了根据本申请实施例1的变焦镜头组处于长焦状态时的结构示意图。

如图1至图3所示，变焦镜头组沿光轴由物侧至像侧依序包括：第一透镜组G1(第一透镜E1)、第二透镜组G2(第二透镜E2、第三透镜E3、第四透镜E4和第五透镜E5)、第三透镜组G3(第六透镜E6、第四透镜组G4(第七透镜E7和第八透镜E8)、滤光片E9和成像面S19。变焦镜头组还包括光阑STO，其设置在第二透镜组G2的第三透镜E3与第四透镜E4之间。

第一透镜E1的物侧面S1为凹面，像侧面S2为凸面。第二透镜E2的物侧面S3为凹面，像侧面S4为凸面。第三透镜E3的物侧面S5为凹面，像侧面S6为凸面。第四透镜E4的物侧面S7为凹面，像侧面S8为凸面。第五透镜E5的物侧面S9为凹面，像侧面S10为凹面。第六透镜E6的物侧面S11为凸面，像侧面S12为凸面。第七透镜E7的物侧面S13为凸面，像侧面S14为凹面。第八透镜E8的物侧面S15为凹面，像侧面S16为凹面。滤光片E9具有物侧面S17和像侧面S18。来自物体的光依序穿过各表面S1至S18并最终成像在成像面S19上。

表1示出了实施例1的变焦镜头组的基本参数表，其中，曲率半径、厚度和焦距的单位均为毫米(mm)。

表1

在本示例中，通过改变第一透镜组和第二透镜组在光轴上的间隔距离T1(即，第一透镜E1的像侧面S2至第二透镜E2的物侧面S3在光轴上的间隔距离)，第二透镜组和第三透镜组在光轴上的间隔距离T2(即，第五透镜E5的像侧面S10至第六透镜E6的物侧面S11在光轴上的间隔距离)，第三透镜组和第四透镜组在光轴上的间隔距离T3(即，第六透镜E6的像侧面S12至第七透镜E7的物侧面S13在光轴上的间隔距离)，以及第四透镜组和滤光片在光轴上的间隔距离T4(即，第八透镜E8的像侧面S16和滤光片E9的物侧面S17在光轴上的间隔距离)来实现变焦镜头组从广角状态切换为长焦状态或者从长焦状态切换为广角状态。变焦镜头组的总有效焦距f、光圈值Fno以及最大视场角FOV随着变焦镜头组从广角状态切换为长焦状态或者从长焦状态切换为广角状态而变化。在广角状态、长焦状态以及中间状态下，变焦镜头组中第一透镜E1的物侧面S1至变焦镜头组的成像面S19在光轴上的距离TTL的数值保持不变。

表2示出了实施例1的随着变焦镜头组不同状态而变化的参数表，其中，f、T1、T2、T3和T4的单位均为毫米(mm)，FOV的单位为度(°)。

各项参数	广角状态	中间状态	长焦状态
				f	14.18	19.07	23.37
FOV	33.3	24.8	20.3
				Fno	2.65	3.55	4.31
T1	6.6084	3.0901	0.2346
				T2	0.1795	1.9193	2.1255
T3	4.3341	1.6820	0.1632
				T4	1.6109	6.0415	10.2096

表2

在实施例1中，第二透镜E2至第八透镜E8中的任意一个透镜的物侧面和像侧面均为非球面，各非球面透镜的面型x可利用但不限于以下非球面公式进行限定：

其中，x为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时，距非球面顶点的距离矢高；c为非球面的近轴曲率，c＝1/R(即，近轴曲率c为上表1中曲率半径R的倒数)；k为圆锥系数；Ai是非球面第i-th阶的修正系数。下表3给出了可用于实施例1中各非球面镜面S3-S16的高次项系数A₄、A₆、A₈、A₁₀、A₁₂、A₁₄、A₁₆、A₁₈和A₂₀。

面号

A10

A12

A14

A16

A18

A20

-1.7730E-01

-1.2810E-02

-3.0411E-03

-1.6062E-03

-7.6652E-04

-3.6893E-04

-1.8113E-04

-8.3795E-05

-2.3279E-05

-1.0236E-01

-1.9121E-02

-9.7992E-04

-2.4754E-03

1.0743E-03

8.7490E-05

2.6029E-04

-2.3226E-04

1.2746E-04

-5.4561E-03

6.9310E-03

2.6635E-03

-1.1624E-03

1.0360E-04

-2.4004E-04

2.4109E-04

-7.9855E-05

3.7004E-06

-1.7106E-02

7.6924E-03

1.1163E-03

1.7500E-04

-2.4548E-07

-5.5793E-05

2.3685E-05

6.9222E-07

-8.0767E-07

-2.2760E-02

-2.2384E-02

-1.6979E-05

3.8560E-04

-2.1134E-05

-2.3535E-05

5.7651E-06

3.5592E-06

-1.4051E-06

-5.6196E-02

-2.5164E-02

-1.0053E-03

1.9027E-03

-9.7290E-04

2.5598E-04

-5.0191E-05

-9.6234E-06

-1.1391E-05

-4.3497E-02

1.6563E-02

-1.6667E-02

8.8725E-03

-2.6939E-03

-4.2533E-04

-1.1853E-03

4.0980E-04

-1.2582E-05

S10

1.6944E-02

-1.1065E-02

-1.1559E-02

1.0165E-02

1.0109E-04

-4.8892E-04

-3.6332E-04

0.0000E+00

S11

-1.4161E-01

-6.9185E-03

4.7075E-05

4.6660E-05

-3.9283E-06

-1.9723E-05

-1.5257E-07

0.0000E+00

S12

-1.4539E-01

4.7500E-02

8.4757E-04

-2.3602E-03

2.4714E-03

2.0829E-03

5.2674E-04

0.0000E+00

S13

3.5792E-01

-1.5761E-03

-6.7428E-03

-2.2878E-03

-2.7432E-04

-5.4329E-05

-3.4210E-05

0.0000E+00

S14

3.2565E-01

7.7278E-04

-7.4033E-03

-3.5931E-03

-6.6727E-04

-3.9827E-05

1.2863E-06

0.0000E+00

S15

-5.7225E-01

3.9346E-02

-3.0195E-02

-2.5419E-03

-1.7815E-03

-1.0606E-04

-9.5209E-05

0.0000E+00

S16

-6.5552E-01

4.2170E-02

-2.5201E-02

1.1538E-02

1.2694E-03

7.4768E-04

-8.5124E-05

0.0000E+00

表3

图4A、图5A、图6A分别示出了实施例1的变焦镜头组处于广角状态、中间状态及长焦状态时的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由镜头后的会聚焦点偏离。图4B、图5B、图6B分别示出了实施例1的变焦镜头组处于广角状态、中间状态及长焦状态时的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图4C、图5C、图6C分别示出了实施例1的变焦镜头组处于广角状态、中间状态及长焦状态时的畸变曲线，其表示不同像高对应的畸变大小值。根据图4A至图6C可知，实施例1所给出的变焦镜头组在各个状态下均能够实现良好的成像品质。

实施例2

以下参照图7至图12C描述根据本申请实施例2的变焦镜头组。在本实施例及以下实施例中，为简洁起见，将省略部分与实施例1相似的描述。图7示出了根据本申请实施例2的变焦镜头组处于广角状态时的结构示意图。图8示出了根据本申请实施例2的变焦镜头组在从广角状态切换到长焦状态的过程中的中间状态的结构示意图。图9示出了根据本申请实施例2的变焦镜头组处于长焦状态时的结构示意图。

如图7至图9所示，变焦镜头组沿光轴由物侧至像侧依序包括：第一透镜组G1(第一透镜E1)、第二透镜组G2(第二透镜E2、第三透镜E3、第四透镜E4和第五透镜E5)、第三透镜组G3(第六透镜E6、第四透镜组G4(第七透镜E7和第八透镜E8)、滤光片E9和成像面S19。变焦镜头组还包括光阑STO，其设置在第二透镜组G2的第三透镜E3与第四透镜E4之间。

第一透镜E1的物侧面S1为凹面，像侧面S2为凸面。第二透镜E2的物侧面S3为凹面，像侧面S4为凸面。第三透镜E3的物侧面S5为凸面，像侧面S6为凸面。第四透镜E4的物侧面S7为凹面，像侧面S8为凸面。第五透镜E5的物侧面S9为凹面，像侧面S10为凹面。第六透镜E6的物侧面S11为凸面，像侧面S12为凸面。第七透镜E7的物侧面S13为凸面，像侧面S14为凹面。第八透镜E8的物侧面S15为凹面，像侧面S16为凹面。滤光片E9具有物侧面S17和像侧面S18。来自物体的光依序穿过各表面S1至S18并最终成像在成像面S19上。

表4示出了实施例2的变焦镜头组的基本参数表，其中，曲率半径、厚度和焦距的单位均为毫米(mm)。

表4

表5示出了实施例2的随着变焦镜头组不同状态而变化的参数表，其中，f、T1、T2、T3和T4的单位均为毫米(mm)，FOV的单位为度(°)。

表5

下表6给出了可用于实施例2中各非球面镜面S3-S16的高次项系数A₄、A₆、A₈、A₁₀、A₁₂、A₁₄、A₁₆、A₁₈和A₂₀。

面号

A10

A12

A14

A16

A18

A20

-1.7537E-01

-1.1816E-02

-3.2693E-03

-1.7354E-03

-9.1185E-04

-4.4000E-04

-2.0721E-04

-8.6350E-05

-2.0882E-05

-1.0197E-01

-1.7204E-02

-1.6748E-03

-2.0287E-03

6.3485E-04

1.1297E-04

1.3863E-04

-1.3673E-04

1.1272E-04

-6.1033E-03

6.9080E-03

2.8060E-03

-8.5468E-04

-2.6526E-05

-1.0837E-04

1.7108E-04

-6.4284E-05

5.2859E-07

-1.6979E-02

7.1927E-03

1.7448E-03

1.6681E-04

-2.3506E-05

-3.5285E-05

2.3557E-05

2.8322E-06

-1.5262E-06

-2.2243E-02

-2.2039E-02

9.3646E-05

2.7660E-04

1.0416E-05

-1.0404E-05

4.5977E-06

3.5704E-06

-1.2376E-06

-5.5953E-02

-2.4997E-02

-7.4098E-04

1.7240E-03

-7.5690E-04

1.8117E-04

-5.7783E-05

-1.3774E-05

-1.3254E-05

-4.4845E-02

1.6793E-02

-1.5845E-02

8.3146E-03

-2.6785E-03

-9.2124E-05

-1.2757E-03

1.4735E-04

-7.2445E-05

S10

1.6719E-02

-1.1960E-02

-1.1076E-02

9.9214E-03

3.0144E-04

-4.9453E-05

-3.0316E-04

0.0000E+00

S11

-1.4282E-01

-8.0500E-03

-3.4398E-04

-1.8771E-05

-1.3972E-05

-2.2791E-05

-1.7145E-06

0.0000E+00

S12

-1.4040E-01

4.5112E-02

1.9313E-03

-2.4633E-03

2.2311E-03

2.3773E-03

5.9876E-04

0.0000E+00

S13

3.6221E-01

1.2920E-03

-4.8935E-03

-2.2817E-03

-3.6874E-04

-6.0607E-05

-2.9186E-05

0.0000E+00

S14

3.2234E-01

1.7337E-03

-5.6159E-03

-3.6477E-03

-9.1226E-04

-1.3301E-04

-1.4676E-05

0.0000E+00

S15

-5.9389E-01

4.3959E-02

-2.4813E-02

-2.0517E-03

-1.6989E-03

-1.3051E-04

-8.4649E-05

0.0000E+00

S16

-6.6477E-01

4.7472E-02

-2.5908E-02

9.5345E-03

1.1084E-03

8.4518E-04

-3.8407E-05

0.0000E+00

表6

图10A、图11A、图12A分别示出了实施例2的变焦镜头组处于广角状态、中间状态及长焦状态时的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由镜头后的会聚焦点偏离。图10B、图11B、图12B分别示出了实施例2的变焦镜头组处于广角状态、中间状态及长焦状态时的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图10C、图11C、12C分别示出了实施例2的变焦镜头组处于广角状态、中间状态及长焦状态时的畸变曲线，其表示不同像高对应的畸变大小值。根据图10A至图12C可知，实施例2所给出的变焦镜头组在各个状态下均能够实现良好的成像品质。

实施例3

以下参照图13至图18C描述根据本申请实施例3的变焦镜头组。图13示出了根据本申请实施例3的变焦镜头组处于广角状态时的结构示意图。图14示出了根据本申请实施例3的变焦镜头组在从广角状态切换到长焦状态的过程中的中间状态的结构示意图。图15示出了根据本申请实施例3的变焦镜头组处于长焦状态时的结构示意图。

如图13至图15所示，变焦镜头组沿光轴由物侧至像侧依序包括：第一透镜组G1(第一透镜E1)、第二透镜组G2(第二透镜E2、第三透镜E3、第四透镜E4和第五透镜E5)、第三透镜组G3(第六透镜E6、第四透镜组G4(第七透镜E7和第八透镜E8)、滤光片E9和成像面S19。变焦镜头组还包括光阑STO，其设置在第二透镜组G2的第三透镜E3与第四透镜E4之间。

第一透镜E1的物侧面S1为平面，像侧面S2为凹面。第二透镜E2的物侧面S3为凹面，像侧面S4为凸面。第三透镜E3的物侧面S5为凸面，像侧面S6为凸面。第四透镜E4的物侧面S7为凹面，像侧面S8为凸面。第五透镜E5的物侧面S9为凹面，像侧面S10为凹面。第六透镜E6的物侧面S11为凸面，像侧面S12为凸面。第七透镜E7的物侧面S13为凸面，像侧面S14为凹面。第八透镜E8的物侧面S15为凹面，像侧面S16为凹面。滤光片E9具有物侧面S17和像侧面S18。来自物体的光依序穿过各表面S1至S18并最终成像在成像面S19上。

表7示出了实施例3的变焦镜头组的基本参数表，其中，曲率半径、厚度和焦距的单位均为毫米(mm)。

表7

表8示出了实施例3的随着变焦镜头组不同状态而变化的参数表，其中，f、T1、T2、T3和T4的单位均为毫米(mm)，FOV的单位为度(°)。

各项参数	广角状态	中间状态	长焦状态
				f	14.13	18.93	23.35
FOV	33.3	25.0	20.3
				Fno	2.63	3.50	4.27
T1	6.6074	3.2541	0.3620
				T2	0.1536	1.7986	2.1086
T3	4.3600	1.7514	0.2024
				T4	1.6594	5.9764	10.1076

表8

下表9给出了可用于实施例3中各非球面镜面S3-S16的高次项系数A₄、A₆、A₈、A₁₀、A₁₂、A₁₄、A₁₆、A₁₈和A₂₀。

面号

A10

A12

A14

A16

A18

A20

-1.7981E-01

-1.2289E-02

-3.5207E-03

-1.6846E-03

-7.8300E-04

-3.6877E-04

-1.5748E-04

-6.3187E-05

-1.7752E-05

-1.0512E-01

-1.8015E-02

-1.7718E-03

-1.9070E-03

8.0993E-04

4.1513E-04

2.8218E-04

-1.7472E-05

1.2399E-04

-5.7155E-03

6.5572E-03

3.3794E-03

-6.2442E-04

-2.2183E-04

-5.5307E-05

1.4320E-04

-7.6224E-05

3.9970E-06

-1.7743E-02

6.7311E-03

1.9921E-03

4.6020E-04

-9.9492E-05

-2.6395E-05

2.9678E-05

-9.6758E-07

-1.4721E-06

-2.1499E-02

-2.2015E-02

1.8118E-04

5.6026E-04

-5.0181E-05

-1.9509E-05

5.3880E-06

2.4780E-06

-5.2863E-07

-5.4926E-02

-2.3545E-02

-6.2152E-04

2.1496E-03

-1.0672E-03

3.0930E-04

-4.9801E-05

-2.6077E-06

-7.5843E-06

-4.1452E-02

1.7251E-02

-1.7930E-02

9.1433E-03

-2.7843E-03

-3.0826E-04

-1.2420E-03

4.1285E-04

-2.3857E-05

S10

2.1156E-02

-1.2830E-02

-1.2536E-02

1.0589E-02

2.8799E-04

-1.7385E-04

-2.8435E-04

0.0000E+00

S11

-1.4489E-01

-8.5006E-03

-4.6255E-04

-3.2556E-05

-1.3535E-05

-1.5031E-05

-1.8636E-07

0.0000E+00

S12

-1.7141E-01

4.3723E-02

3.0390E-03

-2.0608E-03

1.8853E-03

1.8593E-03

4.8839E-04

0.0000E+00

S13

3.5718E-01

2.3795E-04

-5.1958E-03

-1.8422E-03

-2.9505E-04

-1.1503E-04

-4.2295E-05

0.0000E+00

S14

3.2022E-01

-8.4844E-05

-6.4093E-03

-2.9780E-03

-5.7934E-04

-8.9020E-05

-1.5187E-05

0.0000E+00

S15

-5.7326E-01

3.4031E-02

-2.9041E-02

-2.4033E-03

-1.8754E-03

-2.2601E-04

-1.0128E-04

0.0000E+00

S16

-6.5096E-01

3.5088E-02

-2.6101E-02

1.0469E-02

1.1699E-03

9.4656E-04

3.9256E-05

0.0000E+00

表9

图16A、图17A、图18A分别示出了实施例3的变焦镜头组处于广角状态、中间状态及长焦状态时的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由镜头后的会聚焦点偏离。图16B、图17B、图18B分别示出了实施例3的变焦镜头组处于广角状态、中间状态及长焦状态时的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图16C、图17C、18C分别示出了实施例3的变焦镜头组处于广角状态、中间状态及长焦状态时的畸变曲线，其表示不同像高对应的畸变大小值。根据图16A至图18C可知，实施例3所给出的变焦镜头组在各个状态下均能够实现良好的成像品质。

实施例4

以下参照图19至图24C描述根据本申请实施例4的变焦镜头组。图19示出了根据本申请实施例4的变焦镜头组处于广角状态时的结构示意图。图20示出了根据本申请实施例4的变焦镜头组在从广角状态切换到长焦状态的过程中的中间状态的结构示意图。图21示出了根据本申请实施例4的变焦镜头组处于长焦状态时的结构示意图。

如图19至图21所示，变焦镜头组沿光轴由物侧至像侧依序包括：第一透镜组G1(第一透镜E1)、第二透镜组G2(第二透镜E2、第三透镜E3、第四透镜E4和第五透镜E5)、第三透镜组G3(第六透镜E6、第四透镜组G4(第七透镜E7和第八透镜E8)、滤光片E9和成像面S19。变焦镜头组还包括光阑STO，其设置在第二透镜组G2的第三透镜E3与第四透镜E4之间。

表10示出了实施例4的变焦镜头组的基本参数表，其中，曲率半径、厚度和焦距的单位均为毫米(mm)。

表10

表11示出了实施例4的随着变焦镜头组不同状态而变化的参数表，其中，f、T1、T2、T3和T4的单位均为毫米(mm)，FOV的单位为度(°)。

各项参数	广角状态	中间状态	长焦状态
				f	14.11	18.88	23.36
FOV	33.3	25.0	20.3
				Fno	2.63	3.50	4.27
T1	6.6959	3.3616	0.3506
				T2	0.1394	1.7601	2.1762
T3	4.3210	1.7416	0.1949
				T4	1.6579	5.9509	10.0925

表11

下表12给出了可用于实施例4中各非球面镜面S3-S16的高次项系数A₄、A₆、A₈、A₁₀、A₁₂、A₁₄、A₁₆、A₁₈和A₂₀。

面号

A10

A12

A14

A16

A18

A20

-1.7864E-01

-1.2575E-02

-3.6490E-03

-1.6439E-03

-8.1776E-04

-3.9375E-04

-1.7132E-04

-6.6961E-05

-1.8051E-05

-1.0557E-01

-1.6916E-02

-1.8809E-03

-1.9324E-03

5.5204E-04

5.3555E-04

2.5140E-04

4.3959E-05

1.0443E-04

-7.0803E-03

6.8278E-03

4.3266E-03

-4.1313E-04

-3.3082E-04

2.6091E-05

1.0700E-04

-4.9758E-05

8.1437E-06

-1.6793E-02

6.0760E-03

2.6766E-03

4.8787E-04

-1.0612E-04

-1.4656E-05

2.5794E-05

-1.8958E-06

3.4580E-07

-1.9891E-02

-2.1218E-02

4.0253E-04

5.5198E-04

-2.2635E-05

-1.3548E-05

4.7079E-06

2.5920E-06

-5.1506E-07

-5.2920E-02

-2.1936E-02

-1.2920E-04

2.1486E-03

-8.8946E-04

2.3929E-04

-3.9683E-05

-6.2428E-06

-7.7184E-06

-4.1574E-02

1.7947E-02

-1.7523E-02

8.3796E-03

-2.6371E-03

-6.4518E-05

-1.1886E-03

2.9897E-04

-2.0953E-05

S10

1.8698E-02

-1.3974E-02

-1.1679E-02

1.0021E-02

8.3492E-04

2.5716E-04

-1.6307E-04

0.0000E+00

S11

-1.4701E-01

-9.0080E-03

-7.0919E-04

-6.1840E-05

-1.9870E-05

-1.1482E-05

-1.2763E-06

0.0000E+00

S12

-1.8302E-01

4.2986E-02

2.8917E-03

-1.9653E-03

1.8739E-03

2.1790E-03

5.6530E-04

0.0000E+00

S13

3.5934E-01

2.1407E-03

-3.7225E-03

-1.9039E-03

-3.7617E-04

-1.3454E-04

-3.3811E-05

0.0000E+00

S14

3.2238E-01

3.8781E-03

-3.8960E-03

-2.6868E-03

-6.4275E-04

-1.4401E-04

-2.4767E-05

0.0000E+00

S15

-5.8741E-01

4.7452E-02

-2.5343E-02

-1.4621E-03

-1.5703E-03

-1.6891E-04

-6.7962E-05

0.0000E+00

S16

-6.6271E-01

4.9517E-02

-3.0942E-02

8.9846E-03

1.7175E-04

8.0311E-04

-1.0997E-05

0.0000E+00

表12

图22A、图23A、图24A分别示出了实施例4的变焦镜头组处于广角状态、中间状态及长焦状态时的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由镜头后的会聚焦点偏离。图22B、图23B、图24B分别示出了实施例4的变焦镜头组处于广角状态、中间状态及长焦状态时的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图22C、图23C、24C分别示出了实施例4的变焦镜头组处于广角状态、中间状态及长焦状态时的畸变曲线，其表示不同像高对应的畸变大小值。根据图22A至图24C可知，实施例4所给出的变焦镜头组在各个状态下均能够实现良好的成像品质。

综上，实施例1至实施例4分别满足表13中所示的关系。

条件式/实施例	1	2	3	4
					TTL/fw	2.19	2.21	2.09	2.10
TTL/ft	1.33	1.34	1.27	1.27
					10×fw/\|fG1\|	0.00	0.02	0.37	0.38
fG2/fw	4.10	4.21	4.05	4.20
					fG3/\|fw-ft\|	1.51	1.49	1.48	1.45
fG3/fG4	-1.11	-1.11	-1.07	-1.07
					fG2/f23	2.08	2.10	2.09	2.14
fG2/f45	-1.19	-1.22	-1.21	-1.28
					R3/R10	-1.08	-1.23	-1.43	-1.61
R11/R12	-1.83	-1.56	-1.64	-1.57
					R15/R16	-1.27	-1.18	-1.32	-1.33
ft/fw	1.65	1.65	1.65	1.66

表13

本申请还提供一种成像装置，其电子感光元件可以是感光耦合元件(CCD)或互补性氧化金属半导体元件(CMOS)。成像装置可以是诸如数码相机的独立成像设备，也可以是集成在诸如手机等移动电子设备上的成像模块。该成像装置装配有以上描述的变焦镜头组。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

43页详细技术资料下载

上一篇：一种医用注射器针头装配设备

下一篇：一种用于离轴反射式光学系统的调整方法及装置

变焦镜头组

相关技术

网友询问留言