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CN103135209A - 变焦镜头系统和拍摄设备 - Google Patents

变焦镜头系统和拍摄设备 Download PDF

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CN103135209A
CN103135209A CN2012105174316A CN201210517431A CN103135209A CN 103135209 A CN103135209 A CN 103135209A CN 2012105174316 A CN2012105174316 A CN 2012105174316A CN 201210517431 A CN201210517431 A CN 201210517431A CN 103135209 A CN103135209 A CN 103135209A
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CN
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lens group
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zoom
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萩原宏行
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Hanhua Vision Co ltd
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Samsung Techwin Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种变焦镜头系统和拍摄设备。一种能够实现大约30倍的可变放大倍率的正-负-正-正四组变焦镜头系统，所述正-负-正-正四组变焦镜头系统从物方到像方顺序包括：第一透镜组，具有正屈光力；第二透镜组，具有负屈光力；第三透镜组，具有正屈光力；第四透镜组，具有正屈光力，其中，第一透镜组包括一个负透镜，第二透镜组包括一个正透镜，第三透镜组包括单独的正透镜，第四透镜组包括至少一个正透镜，满足第一条件：0.03<|f2/ft|<0.08，其中，f2表示第二透镜组的焦距，ft表示所述变焦镜头系统在远摄位置的焦距。

Description

变焦镜头系统和拍摄设备
本申请要求于2011年12月5日在日本专利局提交的第2011-265489号日本专利申请和于2012年10月13日在韩国知识产权局提交的第10-2012-0117909号韩国专利申请的优先权，所述日本专利申请和韩国专利申请的公开内容通过引用被全部包含于此。
技术领域
与示例性实施例一致的设备涉及一种变焦镜头系统和使用该变焦镜头系统的拍摄设备，更具体地说，涉及一种适用于诸如监控相机、摄像机、数字静态相机或广播相机的相机的变焦镜头系统以及使用该变焦镜头系统的拍摄设备，不限于此。
背景技术
在现有技术中，正-负-正-正四组变焦镜头系统作为具有高图像质量和高放大倍率并适合于监控相机、摄像机、数字静态相机或广播相机的变焦镜头系统的实例而已知。正-负-正-正四组变焦镜头系统从物方起顺序地包括：第一透镜组，具有正屈光力；第二透镜组，具有负屈光力；第三透镜组，具有正屈光力；第四透镜组，具有正屈光力。在从广角位置到远摄位置的变倍（variable magnification，也被称为“变焦”）期间，第一透镜组和第三透镜组在光轴方向上固定，第二透镜组从物方运动到像方，第四透镜组在执行聚焦功能时沿光轴方向运动以补偿由于第二透镜组从物方运动到像方而产生的像平面改变，即，聚焦。
最近，已经需要获得与高像素拍摄设备对应的光学性能，且需要甚至在短距离聚焦期间也保持满意的性能。JP2010-139724（以下，被称为“专利文献1”）公开了一种作为一种获得远摄位置的光学性能的方法的通过在第一透镜组中设置三个负透镜和三个正透镜的正屈光力分配方法。另外，JP2010-102096（以下称为“专利文献2”）公开了一种正-负-正-正四组变焦镜头系统，其中，第二透镜组包括至少两个负透镜。
然而，在专利文献1和专利文献2中公开的变焦镜头系统没有表现出与高像素拍摄设备对应的光学性能同时具有小尺寸和可变放大倍率。例如，在专利文献1中，仅仅获得20倍的可变放大倍率。仍在专利文献1中，通过在第二透镜组中从物方到像方依次包括负透镜、弯月负透镜以及负透镜和正透镜的胶合透镜来分配负屈光力，并通过补偿根据在广角位置的视角改变而产生的彗差，由此提升高性能。然而，因为色差由于不合适的正透镜的位置而没有被充分地补偿，所以在专利文献1中光学性能不能令人满意。另外，在专利文献2中，不能获得具有30倍可变放大倍率的变焦镜头系统。
发明内容
一个或多个示例性实施例提供一种能够在正-负-正-正四组变焦镜头系统中实现小型化和大约30倍的可变放大倍率的新的和改进的变焦镜头系统和具有该变焦镜头系统的拍摄设备。
根据示例性实施例的一方面，提供一种变焦镜头系统，所述变焦镜头系统从物方到像方顺序包括：第一透镜组，具有正屈光力；第二透镜组，具有负屈光力；第三透镜组，具有正屈光力；第四透镜组，具有正屈光力，其中，在从广角位置到远摄位置的变倍期间，第一透镜组和第三透镜组在光轴方向上固定，随着第二透镜组从物方朝向像方运动而执行变倍，第四透镜组在执行聚焦功能时在光轴方向上运动以补偿根据第二透镜组的运动的像平面位置的变化，第一透镜组包括一个负透镜，第二透镜组包括一个正透镜，第三透镜组包括正透镜，第四透镜组包括至少一个正透镜，满足第一条件0.03<|f2/ft|<0.08，其中，f2表示第二透镜组的焦距，ft表示处于远摄位置的变焦镜头系统的焦距。
在从广角位置到远摄位置的变倍期间，第一透镜组和第三透镜组可以在光轴方向上固定，第二透镜组被配置为从物方朝向像方运动，第四透镜组被配置为沿光轴方向运动以补偿第二透镜组的运动。
第一透镜组可从物方到像方顺序包括所述一个负透镜和三个第一组正透镜，第二透镜组包括至少三个第二组负透镜和所述一个正透镜，第三透镜组可包括从物方到像方顺序设置的所述正透镜以及第三组胶合透镜，第三组胶合透镜包括第三组正透镜和第三组负透镜，第四透镜组可包括所述至少一个正透镜和至少一个负透镜，满足第二条件：5.8<|f1/f2|<8.0，其中，f1表示第一透镜组的焦距，f2表示第二透镜组的焦距。
第三透镜组的所述正透镜可具有至少一个表面，所述至少一个表面具有非球面，第三组胶合透镜的胶合表面可朝着物方凸出，满足下面的条件0.15<|f3/ft|<0.35且0.4<|f31/f3|<0.8，其中，f3表示第三透镜组的焦距，f31表示第三透镜组中的最靠近物方的正透镜的焦距，ft表示在远摄位置的变焦镜头系统的焦距。
所述三个第一组正透镜中的至少一个可使用阿贝数大于或等于80的玻璃材料。
第二透镜组中的所述一个正透镜可包括面向物方的凸面，第二透镜组可从物方到像方顺序包括第一负透镜、第二负透镜以及由具有面向物方的凸面的正透镜和第三负透镜构成的第二组胶合透镜。
第四透镜组可包括由从物方到像方顺序设置的第四组正透镜和第四组负透镜构成的第四组胶合透镜，第四组正透镜可包括具有非球面的至少一个表面，满足另一条件：0.08<|f4/ft|<0.25，其中，f4表示第四透镜组的焦距，ft表示处于远摄位置的变焦镜头系统的焦距。
变焦镜头系统还可包括设置在第二透镜组和第三透镜组之间的相对于像平面固定的光圈。
第三透镜组的主点可以设置在变焦镜头系统的物方。
第三透镜组可通过包括具有非球面形状的至少一个表面来补偿在变倍期间产生的离轴像差。
第四透镜组可通过包括由第四正透镜和第四负透镜构成的胶合透镜来补偿在变倍期间产生的离轴像差。
根据示例性实施例的另一方面，提供包括所述变焦镜头系统的拍摄设备。
附图说明
通过参照附图来详细地描述本发明的示例性实施例，上述和其他特点和优点将会变得更加明显，附图中：
图1是根据示例性实施例的在数值实施例1中的广角位置的镜头的剖视图；
图2是根据示例性实施例的在数值实施例1中的广角位置的像差图；
图3是根据示例性实施例的在数值实施例1中的中间变焦位置的像差图；
图4是根据实施例的在数值实施例1中的远摄位置的像差图；
图5是根据示例性实施例的在数值实施例2中的广角位置的镜头的剖视图；
图6是根据示例性实施例的在数值实施例2中的广角位置的像差图；
图7是根据示例性实施例的在数值实施例2中的中间变焦位置的像差图；
图8是根据示例性实施例的在数值实施例2中的远摄位置的像差图；
图9是根据示例性实施例的在数值实施例3中的广角位置的镜头的剖视图；
图10是根据示例性实施例的在数值实施例3中的广角位置的像差图；
图11是根据示例性实施例的在数值实施例3中的中间变焦位置的像差图；
图12是根据示例性实施例的在数值实施例3中的远摄位置的像差图；
图13是根据示例性实施例的在数值实施例4中的广角位置的镜头的剖视图；
图14是根据示例性实施例的在数值实施例4中的广角位置的像差图；
图15是根据示例性实施例的在数值实施例4中的中间变焦位置的像差图；
图16是根据示例性实施例的在数值实施例4中的远摄位置的像差图；
图17是根据示例性实施例的在数值实施例5中的广角位置的镜头的剖视图；
图18是根据示例性实施例的在数值实施例5中的广角位置的像差图；
图19是根据示例性实施例的在数值实施例5中的中间变焦位置的像差图；
图20是根据示例性实施例的在数值实施例5中的远摄位置的像差图。
具体实施方式
以下，参照附图来详细描述一个或多个示例性实施例。在附图中，相同的标号表示相同的元件，以避免重复。
图1是根据示例性实施例的变焦镜头系统的示意图。根据示例性实施例的拍摄设备包括图1的变焦镜头系统和图像拾取器件，图像拾取器件具有由变焦镜头系统在其上形成对象图像的像平面。图1示出了关于随后描述的数值实施例1的变焦镜头系统。如图1中所示，变焦镜头系统从物方（图1的左侧）起顺序包括：第一透镜组G1，具有正屈光力；第二透镜组G2，具有负屈光力；第三透镜组G3，具有正屈光力；第四透镜组G4，具有正屈光力，其中，光圈SP设置在第三透镜组G3最靠近物方的位置。
在图1中，G表示与光学滤色器或者面板对应的光学块。IP表示像平面，当根据当前的示例性实施例的变焦镜头系统被用作监控相机、摄像机或者数字静态相机的拍摄光学系统时，像平面IP对应于诸如电荷耦合器件（CCD）传感器或者互补金属氧化物半导体（CMOS）传感器的固态图像拾取器件（光电转换器件）的成像平面，当在银盐胶片相机中被使用根据当前的示例性实施例的变焦镜头系统时，像平面IP对应于胶片平面。
第二透镜组G2在从广角位置到远摄位置的变倍期间如箭头2a所示那样朝向像平面侧运动。这里，第一透镜组G1和第三透镜组G3在光轴方向上固定，第四透镜组G4在近距离聚焦期间朝向物方运动的同时，根据第二透镜组G2的运动来补偿像平面位置的改变。图1中示出的第四透镜组G4的实线曲线4a和虚线曲线4b示出用于补偿根据从聚焦在近距离物体期间的广角位置到聚焦在无限远物体期间的远摄位置的变倍的像平面改变的运动轨迹。
第一透镜组G1包括由负透镜11和正透镜12构成的胶合透镜以及两个正透镜13和14，负透镜11具有弯月形状，且该弯月形状具有面向物方的凸面，正透镜12具有面向物方的凸面，两个正透镜13和14具有面向物方的凸面。第二透镜组G2从物方起顺序包括两个负透镜21和22以及由正透镜23和负透镜24构成的胶合透镜，正透镜23具有面向物方的凸面。
第三透镜组G3从物方起顺序包括：单独的正透镜31，具有位于物方的非球面；由正透镜32和负透镜33构成的胶合透镜。第四透镜组G4从物方起顺序包括由正透镜41和负透镜42构成胶合透镜，正透镜41具有位于物方的非球面。
现在将详细描述根据当前的示例性实施例的变焦镜头系统。根据当前实施例的变焦镜头系统从物方起顺序包括：第一透镜组G1，具有正屈光力；第二透镜组G2，具有负屈光力；光圈SP，相对于像平面固定；第三透镜组G3，具有正屈光力；第四透镜组G4，具有正屈光力，其中，在从广角位置到远摄位置的变倍期间，第一透镜组G1和第三透镜组G3在光轴方向上固定，随着第二透镜组G2从物方朝向像方运动而执行变倍，第四透镜组G4在执行聚焦功能时沿光轴方向运动，以补偿根据第二透镜组G2的运动的像平面位置的改变。第一透镜组G1从物方起顺序包括一个负透镜和三个正透镜，第二透镜组G2包括至少三个负透镜和一个正透镜，第三透镜组G3从物方起顺序包括单独的正透镜以及由正透镜和负透镜构成的胶合透镜，第四透镜组G4包括正透镜和负透镜中的至少一个，并满足下面的条件。
0.03<|f2/ft|<0.08    …（条件表达式1）
5.8<|f1/f2|<8.0      …（条件表达式2）
这里，f1表示第一透镜组G1的焦距，f2表示第二透镜组G2的焦距，ft表示变焦镜头系统在远摄位置的焦距。
通过在第一透镜组G1中设置至少三个正透镜来分配正屈光力，具体地说，容易补偿远摄位置的非球面像差。另外，通过对正透镜使用阿贝数大于或等于80的玻璃材料，轴向色差和横向色差，特别地补偿远摄位置的轴向色差和横向色差。
通过在第二透镜组G2中设置至少三个负透镜和一个正透镜，负屈光力被分配，且在广角位置根据视角的改变产生的彗差被补偿，从而促进了高性能。详细地说，通过设置由正透镜和负透镜构成的胶合透镜，诸如色差的像差可以被满意地补偿，另外，可以减小在制造期间的粘附误差，从而获得稳定的光学质量。
第三透镜组G3通过包括具有非球面形状的至少一个表面而能够令人满意地补偿在变倍期间产生的离轴像差。另外，由于第三透镜组G3包括两个正透镜和一个负透镜，所以在第三透镜组G3中产生的色差可被令人满意地补偿。此外，由于第三透镜组G3的主点可以设置在物方，所以从第三透镜组G3到像平面的距离可以减小，并且因此可以使变焦镜头系统小型化。另外，第三透镜组G3中的负透镜在像平面侧可具有曲率高的弯月形状，以使球面像差被容易地补偿，或者/并且第三透镜组G3中的负透镜可与正透镜形成胶合透镜，从而可以减小主点与第三透镜组G3的离物方最近的正透镜的间距，从而在制造期间获得稳定的光学性能。
第四透镜组G4可通过包括由正透镜和负透镜构成的胶合透镜而能够令人满意地补偿在变倍期间产生的轴向像差。另外，作为运动的透镜组的第四透镜组G4根据经由胶合的第四透镜组G4的简化结构可以是重量轻的，并且可以快速执行聚焦操作。详细地说，第四透镜组G4可以包括至少一个非球面，以容易地和令人满意地补偿在第四透镜组G4中产生的球面像差。
条件表达式1是限定第二透镜组G2的焦距和变焦镜头系统在远摄位置的焦距的表达式。如果|f2/ft|的值大于条件表达式1的上限，则第二透镜组G2的屈光力削弱，在变倍期间的运动量增加，变焦镜头系统的总长度增加，因而难以使变焦镜头系统小型化。另外，如果|f2/ft|的值低于条件表达式1的下限，则第二透镜组G2的屈光力增强，难以令人满意地补偿在从广角位置状态到远摄位置状态的变倍期间的像差。
详细地说，条件表达式1的数值范围可以被设置为满足下面的条件表达式1a。
0.05<|f2/ft|<0.065    …（条件表达式1a）
条件表达式2是限定第一透镜组G1的焦距和第二透镜组G2的焦距的表达式。如果值|f1/f2|大于条件表达式2的上限，则第一透镜组G1的屈光力削弱，变焦镜头系统的总长度增加，此外，第一透镜组G1的透镜直径增加，因此难以使变焦镜头系统小型化。另外，如果值|f1/f2|低于条件表达式2的下限，则第一透镜组G1的屈光力增强，难以补偿在远摄位置的球面像差且难以促进高性能。
详细地说，条件表达式2的数值范围可以被设置为满足下面的表达式2a。
6.0<|f1/f2|<7.0      …（条件表达式2a）
详细地说，第三透镜组G3可满足下面的条件式。
0.15<|f3/ft|<0.35    …（条件表达式3）
0.4<|f31/f3|<0.8     …（条件表达式4）
这里，f3表示第三透镜组G3的焦距，f31表示第三透镜组G3的最靠近物方的正透镜的焦距，ft表示处于远摄位置的变焦镜头系统的焦距。
条件表达式3是限定第三透镜组G3的焦距和变焦镜头系统在远摄位置的焦距的表达式。如果|f3/ft|大于条件表达式3的上限，则第三透镜组G3的屈光力削弱，为了保持第三透镜组G3和第四透镜组G4的整体屈光力，第四透镜组G4的屈光力需要被增强。因此，难以令人满意地补偿诸如像散或者彗差的像差。如果|f3/ft|小于条件表达式3的下限，则第三透镜组G3的屈光力太强，因而会增加诸如球面像差的像散。
详细地说，条件表达式3的数值范围可被设置为满足下面的条件表达式3a。
0.2<|f3/ft|<0.3    …（条件表达式3a）
条件表达式4是限定第三透镜组G3的最靠近物方的正透镜的焦距和第三透镜组G3的焦距的表达式。如果|f31/f3|大于条件表达式4的上限，则在第三透镜组G3中最靠近物方的正透镜的屈光力太弱，且变焦镜头系统的总长度加长。如果|f31/f3|小于条件表达式4的下限，则第三透镜组G3中最靠近物方的正透镜的屈光力太强，且诸如球面像差的像差增加。
详细地说，条件表达式4的数值范围可被设置为满足下面的条件表达式4a。
0.55<|f31/f3|<0.7    …（条件表达式4a）
详细地说，第四透镜组G4可满足下面的条件式。
0.08<|f4/ft|<0.25    …（条件表达式5）
这里，f4表示第四透镜组G4的焦距，ft表示在远摄位置的变焦镜头系统的焦距。
条件表达式5是限定第四透镜组G4的焦距和变焦镜头系统在远摄位置的焦距的表达式。如果|f4/ft|大于条件表达式5的上限，则第四透镜组G4的屈光力削弱，难以使变焦镜头系统小型化，这是因为在第四透镜组G4的聚焦期间的运动距离（即，第四透镜组G4朝向物方或者像方的运动范围）增加，难以减小第三透镜组G3与第四透镜组G4之间的间距。如果|f4/ft|小于条件表达式5的下限，则第四透镜组G4的屈光力增强，难以令人满意地补偿在从广角位置状态到远摄位置状态的变倍期间的像差改变。
详细地说，条件表达式5的数值范围可被设置为满足下面的条件表达式5a。
0.1<|f4/ft|<0.16    …（条件表达式5a）
如上所述，通过适当地布置第一透镜组G1到第四透镜组G4，根据当前示例性实施例的变焦镜头系统可具有大约30倍的可变放大倍率，可保持与高像素图像拾取器件对应的光学性能，且可以被小型化。
根据当前的示例性实施例，在成像装置中（例如，监控相机、摄像机或者数字静态相机）可以获得具有大约30倍的可变放大倍率、小型的且从广角位置到远摄位置以及从近距离到无限远保持与高像素图像拾取器件对应的令人满意的光学性能的变焦镜头系统。
现在将详细描述当前的示例性实施例的示例。下面的数值实施例1到5是适于上面的条件表达式1到5的具体的示例。在数值实施例1到5的每个中，表面序号i表示从物方起的光学表面的顺序。在数值实施例1到5的每个中，ri表示第i个光学表面的曲率，di表示第i光学表面与第（i+1）光学表面之间的表面间距，ndi和νdi分别表示第i光学构件关于d线的折射率和阿贝数。后焦距BF是从最靠近像平面的透镜的透镜表面到像平面的距离。通过将BF与从最靠近物体的透镜的透镜表面的中心到最靠近像平面的透镜的透镜表面的中心的距离相加获得总长度。另外，长度的单位是mm。
当K表示圆锥常数时，非球面可以由下面的式1来表示，A4、A6、A8和A10表示非球面系数，x表示在距光轴的高度为H的位置基于表面顶点沿光轴方向的位移。
【式】1
X = ( 1 / R ) H 2 1 + 1 - ( 1 + K ) ( H / R ) 2 + A 4 H 4 + A 6 H 6 + A 8 H 8 + A 10 H 10
这里，R表示曲率半径。另外，例如，在下面的表格中，“E-Z”表示“10-Z”。f表示焦距，Fno表示F数，ω表示半视角，*表示非球面。
【实施例1】
【表1】
【数值实施例1】
表面数据
表面序号 r d nd vd
物体表面 ∞ ∞
1 102.782 1.400 1.80000 29.84
2 35.245 7.210 1.49700 81.61
3 -699.798 0.200
4 37.959 4.740 1.49700 81.61
5 295.265 0.150
6 29.581 3.430 1.69680 55.46
7 75.598 可变
8 56.892 0.800 1.88300 40.81
9 6.049 3.554
10 -15.022 0.600 1.88300 40.81
11 32.341 0.150
12 15.789 3.400 1.84666 23.78
13 -15.789 0.600 1.77250 49.62
14 656.588 可变
15(光圈) ∞ 0.350
16* 10.655 3.940 1.68997 53.00
17 -531.095 0.255
18 12.414 2.130 1.58913 61.25
19 32.968 0.880 1.80000 29.84
20 7.507 可变
21* 11.243 4.050 1.58913 61.00
22 -8.233 0.65 1.84666 23.78
23 -14.994 可变
24 ∞ 2.410 1.51633 64.14
25 ∞ 2.200
像表面 ∞
【表2】
非球面表面数据
第16表面
K=0        A4=-9.45E-05 A6=-1.93E-07 A8=-6.11E-09 A10=-4.40E-12
第21表面
K=0        A4=-8.93E-05 A6=-2.22E-06 A8=1.72E-07 A10=-3.74E-09
各种数据
变焦比 28.27
广角 中间 远摄
焦距 3.605 37.849 101.914
F数 1.39 3.07 3.80
半视角(°) 34.20 3.70 1.38
图像高度 2.45 2.45 2.45
总长度 85.000 85.000 85.000
BF 9.131 13.751 5.076
d7 0.650 23.028 26.956
d14 28.160 5.782 1.855
d21 7.719 3.093 11.795
d24 5.371 9.998 1.296
【实施例2】
【表3】
【数值实施例2】
表面数据
表面序号 r d nd vd
物体表面 ∞ ∞
1 108.833 1.400 1.85026 32.27
2 33.577 7.650 1.49700 81.61
3 -582.215 0.200
4 37.095 5.290 1.49700 81.61
5 1351.762 0.150
6 29.910 3.480 1.69680 55.53
7 80.856 可变
8 69.483 0.800 1.88300 40.81
9 5.997 3.451
10 -15.925 0.600 1.88300 40.81
11 32.370 0.150
12 14.789 3.610 1.84666 23.78
13 -14.789 0.600 1.77250 49.62
14 74.980 可变
15(光圈) ∞ 0.350
16* 11.774 3.950 1.68997 53.00
17 -87.302 0.150
18 11.855 2.550 1.58913 61.25
19 50.292 0.880 1.80000 29.84
20 7.736 可变
21* 11.911 4.200 1.58913 61.00
22 -8.462 1.44 1.84666 23.78
23 -15.484 可变
24 ∞ 2.410 1.51633 64.14
25 ∞ 2.200
图像表面 ∞
【表4】
非球面数据
第16表面
K=0        A4=-7.79E-05 A6=-5.03E-07 A8=9.02E-09 A10=-1.30E-10
第21表面
K=0        A4=-8.57E-05 A6=1.28E-07 A8=-2.94E-08 A10=1.57E-09
各种数据
变焦比 29.78
广角 中间 远摄
焦距 3.606 37.848 107.395
F数 1.48 3.20 4.02
半视角(°) 34.19 3.70 1.31
图像高度 2.45 2.45 2.45
总长度 88.000 88.000 88.000
BF 8.451 14.372 5.077
d7 0.650 22.918 26.969
d14 28.148 5.880 1.889
d21 9.005 3.078 12.395
d24 4.685 10.613 1.296
【实施例3】
【表5】
【数值实施例3】
表面数据
表面序号 r d nd vd
物体表面 ∞ ∞
1 172.960 1.400 1.80000 29.84
2 41.257 7.570 1.49700 81.61
3 -271.118 0.200
4 44.556 4.690 1.49700 81.61
5 -1138.700 0.150
6 28.439 3.340 1.69680 55.46
7 64.000 可变
8 54.584 0.800 1.88300 40.81
9 6.531 3.167
10 -17.954 0.600 1.88300 40.81
11 26.323 1.133
12 18.640 2.940 1.84666 23.78
13 -18.640 0.600 1.77250 49.62
14 700.000 可变
15(光圈) ∞ 0.350
16* 11.580 3.960 1.68997 53.00
17 -78.580 1.307
18 19.911 2.240 1.58913 61.25
19 230.800 0.880 1.80000 29.84
20 8.985 可变
21* 11.393 4.020 1.58913 61.00
22 -8.193 0.65 1.84666 23.78
23 -14.023 可变
24 ∞ 2.410 1.51633 64.14
25 ∞ 2.200
图像表面 ∞
【表6】
非球面数据
第16表面
K=0        A4=-9.44E-05 A6=2.43E-07 A8=-1.71E-08 A10=1.35E-10
第21表面
K=0        A4=-1.11E-04 A6=-1.56E-06 A8=1.03E-07 A10=-2.26E-09
各种数据
变焦比 28.27
广角 中间 远摄
焦距 3.605 37.870 101.900
F数 1.41 3.06 3.93
半视角(°) 34.20 3.70 1.38
图像高度 2.45 2.45 2.45
总长度 88.000 88.000 88.000
BF 9.601 13.391 5.077
d7 0.650 24.705 28.649
d14 29.875 5.821 1.876
d21 7.026 3.226 11.567
d24 5.841 9.641 1.300
【实施例4】
【表7】
【数值实施例4】
表面数据
表面序号 r d nd vd
物方表面 ∞ ∞
1 100.456 1.400 1.80000 29.84
2 34.990 7.270 1.49700 81.61
3 -688.313 0.200
4 38.585 4.500 1.49700 81.61
5 229.880 0.150
6 30.028 3.500 1.69680 55.46
7 82.507 可变
8 57.351 0.800 1.88300 40.81
9 6.026 3.711
10 -15.163 0.600 1.88300 40.81
11 62.603 0.150
12 15.230 3.520 1.84666 23.78
13 -15.230 0.600 1.77250 49.62
14 40.337 可变
15(光圈) ∞ 0.350
16* 11.975 3.790 1.68997 53.00
17 -88.107 0.150
18 14.110 1.830 1.58913 61.25
19 34.296 0.880 1.80000 29.84
20 8.931 可变
21* 13.882 4.200 1.58913 61.00
22 -8.093 1.22 1.84666 23.78
23 -14.623 可变
24 ∞ 2.410 1.51633 64.14
25 ∞ 2.811
图像表面 ∞
【表8】
非球面数据
第16表面
K=0        A4=-8.48E-05 A6=-8.63E-08 A8=-3.89E-09 A10=7.69E-12
第21表面
K=0        A4=-6.72E-05 A6=-1.20E-06 A8=1.20E-07 A10=-2.86E-09
各种数据
变焦比 28.27
广角 中间 远摄
焦距 3.605 37.870 101.927
F数 1.47 3.08 3.80
半视角(°) 34.20 3.70 1.38
图像高度 2.45 2.45 2.45
总长度 88.000 88.000 88.000
BF 9.790 16.001 7.325
d7 0.650 23.034 27.182
d14 28.454 6.070 1.923
d21 9.434 3.216 11.927
d24 5.420 11.638 2.927
【实施例5】
【表9】
【数值实施例5】
表面数据
表面序号 r d nd vd
物方表面 ∞ ∞
1 126.358 1.400 1.80000 29.84
2 37.513 7.150 1.49700 81.61
3 -297.156 0.200
4 39.760 4.540 1.49700 81.61
5 313.113 0.150
6 29.730 3.450 1.69680 55.46
7 77.263 可变
8 55.345 0.800 1.88300 40.81
9 6.329 3.495
10 -15.344 0.600 1.88300 40.81
11 27.080 0.444
12 16.960 3.190 1.84666 23.78
13 -16.960 0.600 1.77250 49.62
14 -280.185 可变
15(光圈) ∞ 0.350
16* 11.688 3.660 1.68997 53.00
17 -408.920 0.150
18 18.522 3.780 1.51633 64.14
19 39.174 1.040 1.90366 31.32
20 9.458 可变
21* 11.650 4.130 1.61881 63.86
22 -7.762 0.74 1.84666 23.78
23 -13.694 可变
24 ∞ 2.410 1.51633 64.14
25 ∞ 2.672
图像表面 ∞
【表10】
非球面数据
第16表面
K=0        A4=-8.31E-05 A6=3.48E-07 A8=-2.06E-08 A10=1.93E-10
第21表面
K=0        A4=-1.34E-04 A6=-1.10E-06 A8=8.89E-08 A10=-2.21E-09
各种数据
变焦比 28.47
广角 中间 远摄
焦距 3.583 37.875 102.011
F数 1.45 3.09 3.82
半视角(°) 34.37 3.70 1.38
图像高度 2.45 2.45 2.45
总长度 87.870 87.870 87.870
BF 10.299 14.600 6.051
d7 0.650 23.494 27.521
d14 28.793 5.948 1.921
d21 7.405 3.092 11.670
d24 6.068 10.381 1.803
下面的表11是与数值实施例1到5以及条件表达式1到5对应的表格。每个数值表示在条件表达式1到条件表达式5中的每个条件表达式中限定的值。这样，所有的数值实施例1到5满足条件表达式1到5。
【表11】
Figure BDA00002528452500181
根据一个或多个示例性实施例，可以在正-负-正-正四组变焦镜头系统中实现小型化以及大约30倍的可变放大倍率。
虽然上面已经具体示出并描述了示例性实施例，但是本领域普通技术人员应当理解，在不脱离由权利要求限定的本发明构思的精神和范围的情况下，可以在这里做出形式和细节上的各种改变。

Claims (18)

1.一种变焦镜头系统，从物方到像方顺序包括：
第一透镜组，具有正屈光力；
第二透镜组，具有负屈光力；
第三透镜组，具有正屈光力；
第四透镜组，具有正屈光力，
其中，第一透镜组包括一个负透镜，第二透镜组包括一个第二正透镜，第三透镜组包括第三正透镜，第四透镜组包括至少一个正透镜，满足第一条件：
0.03<|f2/ft|<0.08，
其中，f2表示第二透镜组的焦距，ft表示处于远摄位置的变焦镜头系统的焦距。
2.根据权利要求1所述的变焦镜头系统，在从广角位置到远摄位置的变倍期间，第一透镜组和第三透镜组在光轴方向上固定，第二透镜组被配置为从物方朝向像方运动，第四透镜组被配置为沿光轴方向运动以补偿由第二透镜组的运动引起的像平面位置的变化。
3.根据权利要求1所述的变焦镜头系统，其中，满足第二条件：
5.8<|f1/f2|<8.0，
其中，f1表示第一透镜组的焦距，f2表示第二透镜组的焦距。
4.根据权利要求3的变焦镜头系统，其中，第一透镜组从物方到像方顺序包括所述一个负透镜和三个正透镜，第二透镜组包括至少三个负透镜和所述一个第二正透镜，第三透镜组包括从物方到像方顺序设置的所述第三正透镜以及第三胶合透镜，所述第三胶合透镜包括正透镜和负透镜，第四透镜组包括所述至少一个正透镜和至少一个负透镜。
5.根据权利要求4所述的变焦镜头系统，其中，第三透镜组的所述第三正透镜包括至少一个表面，所述至少一个表面具有非球面，第三胶合透镜的胶合表面朝着物方凸出，并满足下面的条件：
0.15<|f3/ft|<0.35且
0.4<|f31/f3|<0.8，
其中，f3表示第三透镜组的焦距，f31表示第三透镜组中的最靠近物方的正透镜的焦距，ft表示在远摄位置的变焦镜头系统的焦距。
6.根据权利要求4所述的变焦镜头系统，其中，第一透镜组中的所述三个正透镜中的至少一个使用阿贝数大于或等于80的玻璃材料。
7.根据权利要求5所述的变焦镜头系统，其中，第一透镜组中的所述三个正透镜中的至少一个使用阿贝数大于或等于80的玻璃材料。
8.根据权利要求1所述的变焦镜头系统，其中，第二透镜组中的所述一个第二正透镜包括面向物方的凸面，
第二透镜组从物方到像方顺序包括第一负透镜、第二负透镜以及由所述一个第二正透镜和第三负透镜构成的第二胶合透镜。
9.根据权利要求4所述的变焦镜头系统，其中，第二透镜组中的所述一个第二正透镜包括面向物方的凸面，
第二透镜组从物方到像方顺序包括第一负透镜、第二负透镜以及由所述一个第二正透镜和第三负透镜构成的第二胶合透镜。
10.根据权利要求5所述的变焦镜头系统，其中，第二透镜组中的所述一个第二正透镜包括面向物方的凸面，
第二透镜组从物方到像方顺序包括第一负透镜、第二负透镜以及由所述一个第二正透镜和第三负透镜构成的第二胶合透镜。
11.根据权利要求1所述的变焦镜头系统，其中，第四透镜组包括由从物方到像方顺序设置的正透镜和负透镜构成的第四胶合透镜，第四胶合透镜中的正透镜包括具有非球面的至少一个表面，满足另一条件：0.08<|f4/ft|<0.25，
其中，f4表示第四透镜组的焦距，ft表示处于远摄位置的变焦镜头系统的焦距。
12.根据权利要求3所述的变焦镜头系统，其中，第四透镜组包括由从物方到像方顺序设置的正透镜和负透镜构成的第四胶合透镜，第四胶合透镜中的正透镜包括具有非球面的至少一个表面，满足另一条件：0.08<|f4/ft|<0.25，
其中，f4表示第四透镜组的焦距，ft表示处于远摄位置的变焦镜头系统的焦距。
13.根据权利要求4所述的变焦镜头系统，其中，第四透镜组包括由从物方到像方顺序设置的正透镜和负透镜构成的第四胶合透镜，第四胶合透镜中的正透镜包括具有非球面的至少一个表面，满足另一条件：0.08<|f4/ft|<0.25，
其中，f4表示第四透镜组的焦距，ft表示处于远摄位置的变焦镜头系统的焦距。
14.根据权利要求1所述的变焦镜头系统，所述变焦镜头系统还包括设置在第二透镜组和第三透镜组之间的相对于像平面固定的光圈。
15.根据权利要求1所述的变焦镜头系统，其中，第三透镜组的主点设置在变焦镜头系统的物方。
16.根据权利要求2所述的变焦镜头系统，其中，第三透镜组通过包括具有非球面形状的至少一个表面来补偿在变倍期间产生的离轴像差。
17.根据权利要求16所述的变焦镜头系统，其中，第四透镜组通过包括由第四正透镜和第四负透镜构成的胶合透镜来补偿在变倍期间产生的离轴像差。
18.一种拍摄设备，包括如权利要求1所述的变焦镜头系统。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109696740A (zh) * 2019-03-08 2019-04-30 福建福光股份有限公司 一种大靶面高清变焦摄照一体镜头及其工作方法
CN111443470A (zh) * 2020-05-09 2020-07-24 深圳市雷影光电科技有限公司 内合焦式成像镜头
CN114518646A (zh) * 2021-10-27 2022-05-20 福建福光股份有限公司 宽谱段连续变焦摄像镜头
CN115421286A (zh) * 2022-07-28 2022-12-02 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所 紧凑型宽波段连续变焦光学系统
CN116679431A (zh) * 2022-02-22 2023-09-01 东莞市宇瞳光学科技股份有限公司 一种变焦镜头

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5718351B2 (ja) * 2010-10-08 2015-05-13 富士フイルム株式会社 ズームレンズおよび撮像装置
JP6153310B2 (ja) * 2012-10-30 2017-06-28 キヤノン株式会社 ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP2017062318A (ja) 2015-09-24 2017-03-30 オリンパス株式会社 ズームレンズ及びそれを備えた撮像装置
CN109387931B (zh) * 2018-11-06 2023-12-08 中国科学院西安光学精密机械研究所 一种短波红外连续变焦镜头
CN119882205B (zh) * 2025-03-31 2025-06-10 成都优视光电技术有限公司 一种视讯变焦光学镜头

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009169264A (ja) * 2008-01-18 2009-07-30 Sony Corp ズームレンズ及び撮像装置
CN101644826A (zh) * 2008-08-08 2010-02-10 株式会社腾龙 高可变倍率变焦透镜
CN101726841A (zh) * 2008-10-23 2010-06-09 富士能株式会社 变焦透镜及摄像装置
CN101750722A (zh) * 2008-12-11 2010-06-23 富士能株式会社 变焦透镜及摄像装置
CN101988986A (zh) * 2009-07-29 2011-03-23 富士胶片株式会社 变焦透镜

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5072447B2 (ja) 2007-06-18 2012-11-14 キヤノン株式会社 ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
US8238038B2 (en) 2008-08-08 2012-08-07 Tamron Co., Ltd. High variable power zoom lens
KR20110041315A (ko) 2009-10-15 2011-04-21 삼성테크윈 주식회사 줌 렌즈 및 이를 구비한 촬상 장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009169264A (ja) * 2008-01-18 2009-07-30 Sony Corp ズームレンズ及び撮像装置
CN101644826A (zh) * 2008-08-08 2010-02-10 株式会社腾龙 高可变倍率变焦透镜
CN101726841A (zh) * 2008-10-23 2010-06-09 富士能株式会社 变焦透镜及摄像装置
CN101750722A (zh) * 2008-12-11 2010-06-23 富士能株式会社 变焦透镜及摄像装置
CN101988986A (zh) * 2009-07-29 2011-03-23 富士胶片株式会社 变焦透镜

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109696740A (zh) * 2019-03-08 2019-04-30 福建福光股份有限公司 一种大靶面高清变焦摄照一体镜头及其工作方法
CN109696740B (zh) * 2019-03-08 2024-03-19 福建福光股份有限公司 一种大靶面高清变焦摄照一体镜头及其工作方法
CN111443470A (zh) * 2020-05-09 2020-07-24 深圳市雷影光电科技有限公司 内合焦式成像镜头
CN114518646A (zh) * 2021-10-27 2022-05-20 福建福光股份有限公司 宽谱段连续变焦摄像镜头
CN116679431A (zh) * 2022-02-22 2023-09-01 东莞市宇瞳光学科技股份有限公司 一种变焦镜头
CN116679431B (zh) * 2022-02-22 2024-05-14 东莞市宇瞳光学科技股份有限公司 一种变焦镜头
CN115421286A (zh) * 2022-07-28 2022-12-02 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所 紧凑型宽波段连续变焦光学系统
CN115421286B (zh) * 2022-07-28 2024-07-19 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所 紧凑型宽波段连续变焦光学系统

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