CN101876747B - 变焦镜头和包括该变焦镜头的成像光学装置 - Google Patents

变焦镜头和包括该变焦镜头的成像光学装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种变焦镜头以及包括该变焦镜头的成像光学装置，该变焦镜头包括从物方到像方顺序排列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、具有正屈光力的第三透镜组以及具有正屈光力的第四透镜组，其中，第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组之间的距离中的每一个在变焦过程中变化，其中，第一透镜组包括具有负透镜和正透镜的双合透镜，第三透镜组包括第一正透镜、第二正透镜、负透镜以及第三正透镜。

Description

变焦镜头和包括该变焦镜头的成像光学装置
本申请要求于2009年4月29日递交到韩国知识产权局的第10-2009-0037822号的韩国专利申请的优先权，通过引用将该韩国申请的公开内容全部合并于此。
技术领域
本发明涉及一种具有超广视角和大光圈的变焦镜头，以及一种包括所述变焦镜头的成像光学装置。
背景技术
近年来，包括固态成像器件(例如电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS))的摄像机或数码相机已经被广泛使用。具体地说，对百万像素照相机模块的需求在增加，现在可以获得超过500万像素的高品质照相机。要求使用成像器件(例如CCD或CMOS)的数码相机或者成像光学装置(例如移动电话照相机)紧凑、轻便而且廉价，而且为了在宽范围内确保足够的视场，还要求数码相机或者成像光学装置具有广视角。
例如，要求数码相机、或使用可互换透镜或固态成像器件的光学系统具有高分辨率、广视角和高放大倍率，并且为了实现高亮度，还要求具有低F数(FNO，光圈数)。一些变焦镜头具有广视角或高放大倍率，其他变焦镜头具有低FNO、高亮度并且包括焦距固定的光学系统。然而，由于技术性困难，还未研制出具有广视角、高放大倍率以及低FNO的变焦镜头。
虽然已经研制了很多三组式变焦镜头以减小光学系统的尺寸，但是三组式变焦镜头仍难以具有广视角及高放大倍率。另外，如果具有低FNO的变焦镜头是三组式变焦镜头，则在变焦过程中FNO的变化很大，因此通常在广角位置亮度高而在摄远位置亮度低。四组式变焦镜头同样难以具有广视角、高放大倍率、高亮度以及紧凑的设计。
发明内容
本发明的一个实施例提供了一种具有广视角、高放大倍率以及大光圈的变焦镜头。
本发明的一个实施例还提供了包括具有广视角、高放大倍率以及大光圈的变焦镜头的成像光学装置。
根据本发明的一个实施例，提供了一种变焦镜头，所述变焦镜头包括：具有正屈光力的第一透镜组；具有负屈光力的第二透镜组；具有正屈光力的第三透镜组；以及具有正屈光力的第四透镜组。其中，第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组从物方到像方顺序地排列。其中，第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组之间的距离中的每一个在变焦过程中变化。其中，第一透镜组包括具有负透镜和正透镜的双合透镜，第三透镜组包括第一正透镜、第二正透镜、负透镜以及第三正透镜，所述变焦镜头满足：
1.4≤wfno≤2.5，
其中，wfno是所述变焦镜头在广角位置的最小F数(FNO)。
根据本发明的另一实施例，提供了一种变焦镜头，所述变焦镜头包括：具有正屈光力的第一透镜组；具有负屈光力的第二透镜组；具有正屈光力的第三透镜组；以及具有正屈光力的第四透镜组。其中，第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组从物方到像方顺序地排列。其中，第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组之间的距离在变焦过程中变化。其中，第三透镜组包括第一正透镜、第二正透镜、负透镜以及第三正透镜，变焦镜头满足：
0＜tfno-wfno≤1.3，以及
76°≤wfov≤93°，
其中，wfno是变焦镜头在广角位置的最小FNO，tfno是变焦镜头在摄远位置的最小FNO，wfov是变焦镜头在广角位置的视角。
第三透镜组中的至少一个透镜可满足：
70≤Vd3，
其中，Vd3是第三透镜组中的所述至少一个透镜的阿贝数。
第一透镜组中的至少一个透镜可满足：
1.9≤Nd1，
其中，Nd1是第一透镜组中的所述至少一个透镜的折射率。
第二透镜组可包括第一负透镜、第二负透镜和正透镜。
第二透镜组中的第一正透镜可具有非球面。
变焦镜头可进一步包括设置在第二透镜组和第三透镜组之间的孔径光阑。
所述光阑可在变焦过程中随同第三透镜组一起移动。
第三透镜组中与所述光阑最接近的透镜可具有非球面。
第三透镜组可包括至少一个由正透镜和负透镜组成的双合透镜。
通过沿垂直于光轴的方向移动第三透镜组可校正抖动。
根据本发明的另一实施例，提供了一种成像光学装置，其包括：变焦镜头；图像传感器，其接收来自由变焦镜头形成的图像的光，其中，变焦镜头包括：具有正屈光力的第一透镜组、具有负屈光力的第二透镜组、具有正屈光力的第三透镜组以及具有正屈光力的第四透镜组，其中，第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组从物方到像方顺序地排列，其中，第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组之间的距离在变焦过程中变化，其中，第一透镜组包括双合透镜，所述双合透镜包括负透镜和正透镜，第三透镜组包括第一正透镜、第二正透镜、负透镜以及第三正透镜，变焦镜头满足：
1.4≤wfno≤2.5，
其中，wfno是所述变焦镜头在广角位置的最小FNO。
根据本发明的另一实施例，提供了一种成像光学装置，其包括：变焦镜头；以及图像传感器，其接收来自由变焦镜头形成的图像的光。其中，所述变焦镜头包括：具有正屈光力的第一透镜组；具有负屈光力的第二透镜组；具有正屈光力的第三透镜组；以及具有正屈光力的第四透镜组。其中，第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组从物方到像方顺序地排列。其中，第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组之间的距离在变焦过程中变化。其中，第三透镜组包括第一正透镜、第二正透镜、负透镜以及第三正透镜，变焦镜头满足：
0＜tfno-wfno≤1.3，以及
76°≤wfov≤93°，
其中，wfno是变焦镜头在广角位置的最小FNO，tfno是变焦镜头在摄远位置的最小FNO，wfov是变焦镜头在广角位置的视角。
附图说明
通过参照附图详细地描述本发明的示例性实施例，本发明的上述和其他特征和优点将会变得更加清楚，其中：
图1示出了根据本发明的实施例的变焦镜头在广角位置、中间位置和摄远位置的光学配置；
图2A和2B分别示出了图1的变焦镜头在广角位置和摄远位置的像差；
图3是根据本发明的实施例的成像光学装置的透视图。
具体实施方式
现在将在随后的参照附图的详细说明中更全面地描述本发明的各个实施例。
图1示出了根据本发明的实施例的变焦镜头在广角位置、中间位置和摄远位置的光学配置。参照图1，变焦镜头包括具有正屈光力的第一透镜组G1、具有负屈光力的第二透镜组G2、具有正屈光力的第三透镜组G3以及具有正屈光力的第四透镜组G4。其中，第一透镜组G1、第二透镜组G2、第三透镜组G3和第四透镜组G4从物方O到像方I顺序地排列。变焦镜头是4组式变焦镜头，并通过在从广角位置到摄远位置的变焦过程中最小化F数(FNO)的变化来在广角位置和摄远位置均实现高亮度。
在从广角位置到摄远位置的变焦过程中，第一透镜组G1、第二透镜组G2、第三透镜组G3和第四透镜组G4全部移动，第一透镜组G1、第二透镜组G2、第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的距离改变。
第一透镜组G1可包括双合透镜，所述双合透镜包括负透镜1和正透镜2。第一透镜组G1可为一个双合透镜。
为了防止光轴周围的分辨率减小(即使在大于38度的广视角时)，第二透镜组G2可包括3个透镜。例如，第二透镜组G2可包括第一负透镜3、第二负透镜4和正透镜5。
第三透镜组G3可包括从物方O到像方I顺序地排列的第一正透镜6、第二正透镜7、负透镜8以及第三正透镜9。为了具有低FNO，第三透镜组G3可包括四个透镜且被配置为能容易地控制球面像差和色差。第四透镜组G4可包括正透镜10。
孔径光阑ST可设置在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间。所述光阑ST和第三透镜组G3在变焦过程中可一起移动。因此，可以简化变焦镜头的结构。
图1的变焦镜头可满足下面的不等式1。
1.4≤wfno≤2.5               ...(不等式1)，
其中，wfno是所述变焦镜头在广角位置的最小FNO。如果wfno满足不等式1，则可以在广角位置获得具有高亮度和低景深的图像。如果wfno小于1.4，则制造成本显著增加。
图1的变焦镜头可满足下面的不等式2和3。
0＜tfno-wfno≤1.3            ...(不等式2)，
76°≤wfov≤93°             ...(不等式3)，
其中，wfno是所述变焦镜头在广角位置的最小FNO，tfno是所述变焦镜头在摄远位置的最小FNO，wfov是所述变焦镜头在广角位置的视角。如果变焦镜头满足不等式2，则在从广角位置到摄远位置的变焦过程中最小FNO的变化可被最小化。通过减小在摄远位置的FNO可以实现人像摄影的突出聚焦(out-focusing)。
第三透镜组G3中的至少一个透镜的阿贝数由不等式4来限定。
70≤Vd3                      ...(不等式4)
其中，Vd3是第三透镜组G3中的至少一个透镜的阿贝数。由于第三透镜组G3中的至少一个透镜由具有大于70的阿贝数的材料形成，所以能容易地控制由短波长的光引起的色差。尽管可以通过使用由具有小于70的阿贝数形成的材料来校正色差，但由于在这种情况下需要有多个透镜，所以难以使变焦镜头紧凑。
1.9≤Nd1                     ...(不等式5)，
其中，Nd1是第一透镜组G1中的至少一个的折射率。例如，为了实现广视角，有必要增加第一透镜组G1的负透镜1或正透镜2的屈光力。例如，第一透镜组G1的负透镜1可以由具有大于1.9的折射率的材料形成。或者，负透镜1和正透镜2均可具有满足不等式5的折射率。如果第一透镜组G1中的至少一个不满足不等式5，则可能发生低边缘照明(marginal illumination)和失真。另外，第一透镜组G1中的至少一个透镜的曲率半径可能减小，或者第一透镜组G1中的至少一个透镜的厚度可能增加，从而使得难以制造第一透镜组G1中的所述至少一个透镜。
第二透镜组G2可包括至少一个非球面透镜。例如，第二透镜组G2的第一负透镜3可具有非球面。如果第二透镜组G2的第二负透镜4具有非球面，可以校正在广角位置的失真和分辨率的减小。
第三透镜组G3中与光阑ST最接近的的透镜可具有非球面。例如，第三透镜组G3组中的第一正透镜6可具有非球面，从而使得球面像差容易校正。
第三透镜组G3可包括至少一个双合透镜。例如，第三透镜组G3的第二正透镜7和负透镜8可组成双合透镜。在图1中，由于第三透镜组G3包括分别具有正屈光力、正屈光力、负屈光力和正屈光力的四个透镜，所以通过使用由正透镜和负透镜构成的双合透镜容易控制像差并且校正色差。
第三透镜组G3沿垂直于光轴的方向移动以校正或补偿抖动。在用于校正抖动的透镜位移过程中，第三透镜组G3校正球面像差和佩兹伐曲率(Petzval sum)。由于校正了球面像差，所以可以避免在诸如抖动校正组沿垂直光轴的方向上的移动时出现在屏幕中心的离轴彗差(eccentric coma)。另外，由于校正了佩兹伐曲率，所以可以避免当第三透镜组G3为校正抖动而沿垂直于光轴的方向移动时出现在屏幕外围的像散场弯曲(astigmatic fieldcurvature)。
图2A和2B分别示出了图1所示的变焦镜头在广角位置以及摄远位置的球面像差、像散场弯曲和失真。实线代表d线的球面像差，虚线代表C线的球面像差，点划线代表g线的球面像差。
关于像散场弯曲，垂直轴代表图像高度，水平轴代表离焦量(defocusvalue)，点线代表子午场弯曲(tangential field curvature)T，实线代表弧矢场弯曲(sagittal field curvature)S。
图3是根据本发明实施例的包括变焦镜头的成像光学装置的透视图。成像光学装置包括变焦镜头111以及图像传感器112，所述图像传感器112接收来自由变焦镜头111形成的图像的光。成像光学装置还包括记录单元113和取景器114，所述记录单元113记录关于对象的图像的、由图像传感器112进行光电转换的信息，所述取景器114用于观察对象。成像光学装置可包括显示对象的图像的液晶显示面板115。图3的成像光学装置是示例性的并且本发明不限于此，除了相机之外，成像光学装置可用于各种光学设备。如果根据本发明的变焦镜头应用于诸如数码相机的成像光学装置，则具有紧凑设计、高放大倍率、高亮度以及广视角的光学设备可以实现。
在图1的变焦镜头中使用的非球面可由下面的公式6来定义。
Z = Ch 2 1 + 1 + ϵ C 2 h 2 + A 4 h 4 + A 6 h 6 + A 8 h 8 + A 10 h 10 ...(公式6)
其中，h是沿垂直于光轴的方向的高度，Z是在高度h处沿光轴的下垂量(sag amount)，C是傍轴的曲率半径，ε是二次曲线常数以及Ai是第i阶非球面系数。
现在将解释本发明的各种实施例。
每幅图右侧的直线代表像平面IM的位置，图像传感器的玻璃盖片11或红外(IR)截止滤波器可设置在物方O。每个实施例的变焦镜头的透镜数据，即，非球面数据、焦距EFL、FNO、视角ω、透镜之间的可变距离D1、D2、D3、D4和D5、曲率半径R、透镜之间的距离或厚度D、折射率Nd以及阿贝数(Vd)如下面所示。阿贝数Vd适用波长587.6nm的d线，光阑ST表示光量调整单元。出现在透镜表面序号旁边的符号*代表非球面。
<实施例1>
适用于不等式1的值是2.06、适用于不等式2的值是0.86，适用于不等式3的值是87.92，适用于不等式4的值是81.60，适用于不等式5的值是1.92。EFL：5.36mm～17.90mm，FNO：2.06～2.92，视角ω：87.92°～28.5
  透镜表面   曲率半径   厚度   折射率(nd)   阿贝数(Vd)
  S1   31.826   0.90   1.923   20.88
  S2   21.293   3.90   1.883   40.81
  S3   250.387   D1
  S4*   150.000   1.10   1.882   32.71
  S5*   5.554   3.20
  S6   -61.607   0.60   1.883   40.81
  S7   17.797   0.89
  S8   15.172   1.96   1.924   20.64
  S9   1151.390   D2
  ST   无穷大   0.50
  S11*   7.663   2.25   1.747   48.48
  S12*   -26.305   0.88
  S13   9.730   1.58   1.500   78.49
  S14   -86.311   0.50   1.846   23.78
  S15   5.542   1.02
  S16   -19.732   1.29   1.496   81.60
  S17   -8.200   D3
  S18   11.629   1.79   1.815   44.40
  S19   30.000   D4
  S20   无穷大   0.80   1.517   64.17
  S21   无穷大   D5
  可变距离   广角位置   中间位置   摄远位置
  D1   0.70   6.66   11.59
  D2   12.39   4.56   1.50
  D3   5.00   6.88   11.32
  D4   3.10   5.34   5.88
  D5   0.90   0.90   0.90
<非球面系数>
  透镜表面   K   A   B   C   D
  S4   -1.000000   -7.137872E-05   -5.370422E-07   1.996569E-08   -1.057208E-10
  S5   -0.203512   -2.915480E-04   3.088538E-06   -6.772297E-07   6.212649E-09
  S11   -0.156625   -1.996286E-04   3.160580E-07   1.035007E-09   0.000000E+00
  S12   4.858611   2.741064E-04   3.060116E-07   0.000000E+00   0.000000E+00
<实施例2>
适用于不等式1的值是1.43、适用于不等式2的值是0.34，适用于不等式3的值是78.72，适用于不等式4的值是81.60，适用于不等式5的值是1.92。EFL：6.30mm～18.27mm，FNO：1.43～1.77，视角ω：78.72°～28.28°。
  透镜表面   曲率半径   厚度   折射率(nd)   阿贝数(Vd)
  S1   30.233   0.95   1.923   20.88
  S2   19.386   4.97   1.883   40.8
  S3   247.208   D1
  S4*   370.240   0.95   1.851   40.43
  S5*   7.463   3.92
  S6   -22.883   0.65   1.572   40.03
  S7   33.071   0.10
  S8   19.835   1.94   1.946   17.98
  S9   483.047   D2
  ST   无穷大   0.65
  S11*   10.452   3.44   1.752   36.65
  S12   318.271   0.79
  S13   10.414   2.29   1.773   49.62
  S14   -71.374   0.65   1.772   21.61
  S15   6.120   1.79
  S16   9.685   1.53   1.497   81.61
  S17   29.635   D3
  S18*   9.187   2.04   1.773   49.62
  S19   27.404   D4
  S20   无穷大   0.30   1.517   64.17
  S21   无穷大   0.30
  S22   无穷大   0.50   1.517   64.17
  S23   无穷大   D5
  可变长度   广角位置   中间位置   摄远位置
  D1   0.85   5.16   10.54
  D2   14.32   4.58   1.28
  D3   3.87   5.95   8.15
  D4   3.95   5.83   6.23
  D5   0.60   0.60   0.60
<非球面系数>
  透镜表面   K   A   B   C   D
  S4   0.000000   -4.639277E-05   1.425866E-06   -1.559706E-08   5.668515E-11
  S5   -0.529453   2.492264E-05   3.831471E-07   1.096303E-07   -1.430160E-09
  S11   0.000000   -9.410968E-05   -4.444297E-07   2.958636E-09   -1.488402E-10
  S18   -2.390584   2.183742E-04   6.287134E-08   0.000000E+00   0.000000E+00
<实施例3>
适用于不等式1的值是2.45、适用于不等式2的值是1.06，适用于不等式3的值是92.84，适用于不等式4的值是82.88，适用于不等式5的值是1.95。EFL：5.00mm～19.75mm，FNO：2.45～3.51，视角ω：92.84°～25.98°。
  透镜表面   曲率半径   厚度   折射率(nd)   阿贝数(Vd)
  S1   21.461   0.90   1.946   17.98
  S2   17.033   4.75   1.773   49.62
  S3   63.711   D1
  S4   37.767   1.10   1.882   32.71
  S5*   5.210   3.70
  S6   -35.112   0.60   1.758   50.31
  S7   13.646   0.10
  S8   10.915   2.00   1.950   18.45
  S9   104.342   D2
  ST   无穷大   0.50
  S11*   9.342   1.65   1.773   49.62
  S12   -36.761   0.60
  S13   12.462   2.84   1.490   82.88
  S14   -55.637   0.50   1.874   21.21
  S15   7.360   0.72
  S16   -346.882   1.39   1.708   53.06
  S17   -10.347   D3
  S18   10.651   1.65   1.724   52.06
  S19   26.282   D4
  S20   无穷大   0.30   1.517   64.17
  S21   无穷大   0.30
  S22   无穷大   0.50   1.517   64.17
  S23   无穷大   D5
  可变距离   广角位置   中间位置   摄远位置
  D1   0.70   8.60   15.01
  D2   10.53   3.01   1.50
  D3   2.00   4.21   10.03
  D4   4.50   6.29   4.29
  D5   0.60   0.60   0.60
  D6   -0.02   -0.02   -0.03
<非球面系数>
  透镜表面   K   A   B   C   D
  S5   -0.171749   9.092379E-06   -5.637770E-07   1.572577E-07   -5.682925E-09
  S11   -0.351755   -2.283981E-04   3.420203E-07   -3.942092E-08   0.000000E+00
<实施例4>
适用于不等式1的值是2.11、适用于不等式2的值是0.77，适用于不等式3的值是84.45，适用于不等式4的值是70.40，适用于不等式5的值是1.92。EFL：5.35mm～15.74mm，FNO：2.11～2.88，视角ω：84.45°～32.46°。
  透镜表面   曲率半径   厚度   折射率(nd)   阿贝数(Vd)
  S1   47.240   0.97   1.923   20.88
  S2   30.453   3.79   1.883   40.81
  S3   347.178   D1
  S4*   55.043   0.97   1.851   40.43
  S5*   6.897   4.56
  S6   -35.659   0.61   1.883   40.81
  S7   42.486   0.73
  S8   20.914   2.81   1.901   20.06
  S9   -172.453   D2
  ST   无穷大   0.36
  S11*   7.946   2.98   1.623   46.16
  S12*   -28.858   0.73
  S13   14.843   2.03   1.809   42.84
  S14   -18.380   0.61   1.799   23.59
  S15   6.249   1.41
  S16   -18.418   1.48   1.487   70.44
  S17   -7.831   D3
  S18*   12.434   2.31   1.777   45.44
  S19*   21.751   D4
  S20   无穷大   0.80   1.517   64.17
  S21   无穷大   D5
  可变距离   广角位置   中间位置   摄远位置
  D1   0.85   9.03   14.44
  D2   15.48   3.98   0.99
  D3   3.43   6.57   8.96
  D4   3.81   4.96   5.13
  D5   0.60   0.60   0.60
<非球面系数>
  透镜表面   K   A   B   C   D
  S4   0.000000   6.095340E-05   -1.182492E-06   4.340285E-09   9.944629E-12
  S5   -0.119625   8.572469E-06   -1.198861E-06   1.440375E-08   -2.547827E-09
  S11   0.000000   -1.374691E-04   6.543903E-06   -2.467478E-07   1.663665E-08
  S12   -48.888838   1.421439E-04   1.505551E-05   -5.031188E-07   2.880309E-08
  S18   0.264395   -2.091476E-04   -2.009821E-06   2.653539E-07   -4.650477E-09
  S19   0.000000   -2.616927E-04   -5.735477E-06   5.220127E-07   -9.416001E-09
<实施例5>
适用于不等式1的值是1.84、适用于不等式2的值是0.49，适用于不等式3的值是88.88，适用于不等式4的值是81.60，适用于不等式5的值是1.92。EFL：5.37mm～15.29mm，FNO：1.84～2.33，视角ω：88.88°～33.04°。
  透镜表面   曲率半径   厚度   折射率(nd)   阿贝数(Vd)
  S1   33.910   0.90   1.923   20.88
  S2   21.005   3.95   1.883   40.8
  S3   234.155   D1
  S4*   92.138   1.10   1.805   40.9
  S5*   5.748   3.42
  S6   -33.264   0.60   1.883   40.8
  S7   33.053   0.57
  S8   16.684   1.85   1.923   20.88
  S9   -428.918   D2
  ST   无穷大   0.50
  S11*   8.893   2.28   1.740   49.00
  S12*   -22.488   1.49
  S13   11.962   1.66   1.606   56.77
  S14   -16.403   0.50   1.847   23.78
  S15   7.229   1.12
  S16   -10.402   1.98   1.497   81.60
  S17*   -6.299   D3
  S18   9.264   1.57   1.804   46.50
  S19   15.873   D4
  S20   无穷大   0.30   1.517   64.17
  S21   无穷大   0.30
  S22   无穷大   0.50   1.517   64.17
  S23   无穷大   D5
  可变距离   广角位置   中间位置   摄远位置
  D1   0.70   5.08   12.22
  D2   12.77   4.69   1.50
  D3   3.75   4.64   6.92
  D4   3.09   5.04   5.41
  D5   0.60   0.60   0.60
<非球面系数>
  透镜表面   K   A   B   C   D
  S4   0.000000   -7.045446E-05   2.546855E-07   0.000000E+00   0.000000E+00
  S5   -0.636707   1.396641E-04   2.636977E-06   -7.499631E-08   9.761142E-10
  S11   0.130332   -1.606953E-04   1.573058E-06   -1.288846E-08   0.000000E+00
  S12   4.941288   2.999418E-04   1.312158E-06   0.000000E+00   0.000000E+00
  S17   -0.888147   -9.153818E-05   5.359445E-06   0.000000E+00   0.000000E+00
上面的实施例满足不等式1到5，它们的相应值如下所示：
根据本发明的实施例的变焦镜头具有超广的视角、高放大倍率以及大光圈。例如，变焦镜头可具有大于76度的视角、超过3倍的放大倍率以及小于2.5的FNO。变焦镜头可具有简单的构造，可以制造得紧凑，并且可以低成本制造。所述变焦镜头可在广阔的区域内确保足够的视场。可将根据本发明的变焦镜头应用于成像光学装置，比如使用固态成像器件的数字静态照相机、摄像机或移动终端。
虽然已经参照本发明的示例性实施例具体地示出和描述了本发明，但本领域普通技术人员应这样理解：在不脱离权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以做出各种形式和细节的改变。

Claims (17)

1.一种变焦镜头，其包括：
具有正屈光力的第一透镜组；
具有负屈光力的第二透镜组；
具有正屈光力的第三透镜组；以及
具有正屈光力的第四透镜组，其中，第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组从物方到像方顺序地排列，
其中，第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组之间的距离中的每一个在变焦过程中变化，
其中，第一透镜组包括具有负透镜和正透镜的双合透镜，第三透镜组包括第一正透镜、第二正透镜、负透镜以及第三正透镜，所述变焦镜头满足
1.4≤wfno≤2.5,
其中，wfno是所述变焦镜头在广角位置的最小F数(FNO)，
第一透镜组中的至少一个透镜满足：
1.9≤Nd1，
其中，Nd1是第一透镜组中的所述至少一个透镜的折射率。
2.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中，第三透镜组中的至少一个透镜满足
70≤Vd3，
其中，Vd3是第三透镜组中的所述至少一个透镜的阿贝数。
3.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中，第二透镜组包括第一负透镜、第二负透镜以及正透镜。
4.根据权利要求3所述的变焦镜头，其中，第二透镜组中的第一负透镜具有非球面。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的变焦镜头，其还包括设置在第二透镜组和第三透镜组之间的孔径光阑。
6.根据权利要求5所述的变焦镜头，其中，所述光阑在变焦过程中与第三透镜组一起移动。
7.根据权利要求5所述的变焦镜头，其中，第三透镜组中与所述光阑最接近的透镜具有非球面。
8.根据权利要求1-4中任一项所述的变焦镜头，其中，第三透镜组包括至少一个双合透镜，所述双合透镜包括正透镜和负透镜。
9.根据权利要求1-4中任一项所述的变焦镜头，其中，通过在垂直于光轴的方向上移动第三透镜组来校正抖动。
10.一种变焦镜头，其包括：
具有正屈光力的第一透镜组；
具有负屈光力的第二透镜组；
具有正屈光力的第三透镜组；以及
具有正屈光力的第四透镜组，其中，第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组从物方到像方顺序地排列，
其中，第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组之间的距离在变焦过程中变化，
其中，第三透镜组包括第一正透镜、第二正透镜、负透镜以及第三正透镜，所述变焦镜头满足：
0<tfno-wfno≤1.3，以及
76°≤wfov≤93°，
其中，wfno是所述变焦镜头在广角位置的最小FNO，tfno是所述变焦镜头在摄远位置的最小FNO，wfov是所述变焦镜头在广角位置的视角，
其中，第一透镜组中的至少一个透镜满足：
1.9≤Nd1,
其中，Nd1是第一透镜组中的所述至少一个透镜的折射率。
11.根据权利要求10所述的变焦镜头，其中，第三透镜组中的至少一个透镜满足
70≤Vd3，
其中，Vd3是第三透镜组中的所述至少一个透镜的阿贝数。
12.根据权利要求10所述的变焦镜头，其中，第二透镜组包括第一负透镜、第二负透镜以及正透镜。
13.根据权利要求12所述的变焦镜头，其中，第二透镜组中的第一正透镜具有非球面。
14.根据权利要求10-13中任一项所述的变焦镜头，其中，所述变焦镜头还包括设置在第二透镜组和第三透镜组之间的孔径光阑。
15.一种成像光学装置，其包括：
变焦镜头；以及
图像传感器，其接收来自由变焦镜头形成的图像的光，
其中，所述变焦镜头包括：具有正屈光力的第一透镜组、具有负屈光力的第二透镜组、具有正屈光力的第三透镜组以及具有正屈光力的第四透镜组，
其中，第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组从物方到像方顺序地排列，
其中，第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组之间的距离在变焦过程中变化，
其中，第一透镜组包括双合透镜，所述双合透镜包括负透镜和正透镜，第三透镜组包括第一正透镜、第二正透镜、负透镜以及第三正透镜，所述变焦镜头满足：
1.4≤wfno≤2.5,
其中，wfno是所述变焦镜头在广角位置的最小FNO，
其中，第一透镜组中的至少一个透镜满足：
1.9≤Nd1，
其中，Nd1是第一透镜组中的所述至少一个透镜的折射率。
16.根据权利要求15所述的成像光学装置，其中，第三透镜组中的至少一个透镜满足：
70≤Vd3，
其中，Vd3是第三透镜组中的所述至少一个透镜的阿贝数。
17.一种成像光学装置，其包括：
变焦镜头；以及
图像传感器，其接收来自由变焦镜头形成的图像的光，
其中，所述变焦镜头包括：具有正屈光力的第一透镜组；具有负屈光力的第二透镜组；具有正屈光力的第三透镜组；以及具有正屈光力的第四透镜组，
其中，第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组从物方到像方顺序地排列，
其中，第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组之间的距离在变焦过程中变化，
其中，第三透镜组包括第一正透镜、第二正透镜、负透镜以及第三正透镜，所述变焦镜头满足：
0<tfno-wfno≤1.3,以及
76°≤wfov≤93°,
其中，wfno是所述变焦镜头在广角位置的最小FNO，tfno是所述变焦镜头在摄远位置的最小FNO，wfov是所述变焦镜头在广角位置的视角，
其中，第一透镜组中的至少一个透镜满足：
1.9≤Nd1,
其中，Nd1是第一透镜组中的所述至少一个透镜的折射率。
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