CN103698878A - 变焦镜头和图像拍摄设备 - Google Patents

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CN103698878A CN201310428407.XA CN201310428407A CN103698878A CN 103698878 A CN103698878 A CN 103698878A CN 201310428407 A CN201310428407 A CN 201310428407A CN 103698878 A CN103698878 A CN 103698878A
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Abstract

本发明提供了一种变焦镜头，其包括在光学系统中沿光轴方向能够独立地移动的第一和第二透镜组。在最小调焦距离不同的两个模式之间切换之前和之后，管理调焦的透镜组在第一和第二透镜组之间变化，或者第一和第二透镜组之间的相对位置变化。

Description

变焦镜头和图像拍摄设备
技术领域
本技术涉及一种变焦镜头，更具体地，涉及能够充分地降低最小调焦距离并适于数码静态相机、摄像机、监控相机等的变焦镜头以及使用该变焦镜头的图像拍摄设备。
背景技术
近年来数码静态相机市场迅速增长，使用者对于数码静态相机的要求正在多样化。近年来，对于相机镜头的更高的放大率、用于更亮镜头的F值、对使得能够实现更近距离物体的图像拍摄的宏功能的兼容的要求极大地发展，更不用说高图像质量和小尺寸。通常，以小尺寸和高放大率为目标的很多变焦镜头采用这样的系统，该系统中，仅一个透镜组移动用于调焦，且所述调焦通过沿光轴方向移动调焦透镜组来完成。特别地，用于快速调焦、减轻致动器上负载、以及小型调焦单元的变焦镜头，希望被驱动的透镜组在重量上较轻。因此，诸如所谓的内调焦光学系统和后组调焦光学系统的光学系统是众所周知的，它们帮助相对更容易地实现调焦镜头的小尺寸和轻重量（例如参见日本专利特许公开No.2006-301474的日本专利。）
发明内容
在上述调焦方式的光学系统的情况中，因为可动透镜组被设置在该光学系统中，所以沿光轴的移动行程被限制，且难以减小最小调焦距离。特别地，在望远位置的变焦镜头（该镜头具有实际上的长焦距，其易于在其光学系统中导致大的图像放大率），以及其中构建有大型传感器的光学系统在从远景调焦至短距离物体时期望大的调焦镜头移动量，这将该趋势增强到相当高的程度。而且，现有的微距模式假定在望远端、在特定焦距处或在特定视野内执行特写图像拍摄，这使难以令变焦范围宽。
希望的是，能在甚至高放大率的光学系统或其中构建有大型传感器的变焦镜头中获得微距模式（在整个调焦范围上，其最小调焦距离能被大大降低）。顺便提及，这种大型传感器的示例可包括例如，1/1.7、2/3、1.0、APS、35mm等尺寸。
根据本技术的一个实施例，提供了一种变焦镜头，其包括第一和第二透镜组，其在光学系统中沿光轴方向能够独立地移动。在最小调焦距离不同的两个模式之间切换之前和之后，管理调焦的透镜组在第一和第二透镜组之间变化，或者第一和第二透镜组之间的相对位置变化。由此，改变第一和第二透镜组之间的相对位置、或在它们之间改变管理调焦的角色，能够进行最小调焦距离不同的两个模式之间的切换，而其他透镜位置不变。
根据本技术的第一实施例，在最小调焦距离较短的模式中，通过每一变焦位置令第一和第二透镜组中的任一个移位一定的量，调焦距离范围可被改变到短距离侧。由此，在简单的控制下，调焦距离可被移位到短距离。
根据本技术的第一实施例，第一和第二透镜组的至少一个在变焦中可独立地移动。由此，第一和第二透镜组可被允许还对变焦做出贡献，这使得变焦镜头能够优化整个光学系统的移动。
根据本技术的第一实施例，在调焦中第一和第二透镜组二者都可移动，其中第一和第二透镜组的移动量彼此相关。由此，浮动对焦系统被应用在最小调焦距离短的模式中，且调焦中出现的场曲像差可被修正。
根据本技术的第一实施例，第一和第二透镜组可相邻地布置在光学系统中最靠近像的一侧。由此，可以令第一和第二透镜组的构造简单、尺寸小且重量轻。
根据本技术的第一实施例，第一和第二透镜组的每一个可包括一个透镜。第一和第二透镜组中的至少一个可包括一个塑料透镜。由此，第一和第二透镜组可以尺寸小且重量轻。
根据本技术的第二实施例，提供了一种变焦镜头，其按从物侧起的顺序包括：第一变焦透镜组，其具有正折射能力；第二变焦透镜组，其具有负折射能力；第三变焦透镜组，其具有正折射能力；和第四变焦透镜组，其具有正折射能力。第三透镜组中设置在最靠近像的一侧上的负透镜和包括在第四变焦透镜组中的正透镜沿光轴方向能够独立地移动。在最小调焦距离不同的两个模式之间切换之前和之后，管理调焦的透镜在负透镜和正透镜之间变化，或者该负透镜和该正透镜之间的相对位置变化。这可应用于包括四个透镜组的变焦镜头。
根据本技术的第三实施例，提供了一种变焦镜头，其按从物侧起的顺序包括：第一变焦透镜组，其具有正折射能力；第二变焦透镜组，其具有负折射能力；第三变焦透镜组，其具有正折射能力；第四焦透镜组，其具有负折射能力；和第五变焦透镜组，其具有正折射能力。包括在第四变焦透镜组中的负透镜和包括在第五变焦透镜组中的正透镜沿光轴方向能够独立地移动。在最小调焦距离不同的两个模式之间切换之前和之后，管理调焦的透镜在负透镜和正透镜之间变化，或者该负透镜和该正透镜之间的相对位置变化。这应用于包括五个透镜组的变焦镜头。
根据本技术的第三实施例，提供了一种图像拍摄设备，其包括变焦镜头，该变焦镜头包括第一和第二透镜组以及图像传感器，所述第一和第二透镜组在光学系统中沿光轴能够独立地移动的，所述图像传感器将通过变焦镜头形成的光学图像转化为电信号。在最小调焦距离不同的两个模式之间切换之前和之后，管理调焦的透镜组在第一和第二透镜组之间变化，或者第一和第二透镜组之间的相对位置变化。由此，改变变焦镜头中第一和第二透镜组之间的相对位置、或在它们之间改变管理调焦的角色，使得能够进行最小调焦距离不同的两个模式之间的切换，而其他透镜位置不变。
此外，在第四方面，可以进一步包括选择部件，其被构造以选择上述两个模式中的一个。由此，使用者可选择两个模式中的任一个。
根据本技术的实施例，微距模式（在整个调焦范围上，其最小调焦距离被大大减小）甚至能在高放大率的光学系统或其中构建有大型传感器的变焦镜头中获得。
附图说明
图1是示出了根据本技术第一实施例的变焦镜头的镜头构造的示图；
图2是示出了根据本技术第二实施例的变焦镜头的镜头构造的示图；
图3是示出了根据本技术第三实施例的变焦镜头的镜头构造的示图；
图4是示出了根据本技术第四实施例的变焦镜头的镜头构造的示图；
图5是示出了根据本技术第五实施例的变焦镜头的镜头构造的示图；
图6是示出了根据本技术第六实施例的变焦镜头的镜头构造的示图；
图7是示出了根据本技术第七实施例的变焦镜头的镜头构造的示图；
图8是示出了根据本技术第八实施例的变焦镜头的镜头构造的示图；
图9是示出了根据本技术第九实施例的变焦镜头的镜头构造的示图；
图10是示出了根据本技术第十实施例的变焦镜头的镜头构造的示图；
图11是示出了根据本技术第十一实施例的变焦镜头的镜头构造的示图；
图12是示出了根据本技术第十二实施例的变焦镜头的镜头构造的示图；
图13是示出了图像拍摄设备的示图，其中根据本技术第一至第十二实施例的变焦镜头中的任一个被应用到该图像拍摄设备。
具体实施方式
此后，将参考所附的附图详细描述本公开的优选实施例。注意，在本说明书和所附的附图中，具有基本相同的功能和结构的结构元件被标示有相同的参考标号，且省略了对这些结构元件的重复解释。
根据本公开实施例的变焦镜头包括，例如，两个调焦致动器和两个可动透镜组，所述调焦致动器每一个由驱动机构（例如线性电动机和步进电动机）构造，所述可动透镜组在光学系统中由相应的致动器沿光轴方向驱动。其具有用于降低最小调焦距离的微距模式、以及其中可以从远景向近距离目标调焦的普通模式。在普通模式和微距模式之间切换之前和之后，管理调焦的透镜组在两个可动透镜组之间变化，或者所述两个可动透镜组之间的相对位置变化。
在根据本公开实施例的变焦镜头中，微距模式可被构造为通过致动器驱动。由此，例如，镜筒结构可以比采用机械镜筒机构的情况简单，且模式切换可以在实际使用中是平滑的，考虑到照相机尺寸小及其可用性，这些是有优势的。
对于优选实施例，方法可包括在选择微距模式时，由致动器对每个变焦位置令布置在光学系统中的两个可动透镜组中的一个移位一定的量，并将调焦距离范围改变到整个变焦范围上的短距离侧。由此，对于每个变焦位置，光学系统的后焦点可以以极其简单的方式被移位，这使得调焦距离范围能够简单地被移位到短距离侧，且使得致动器控制简单。
此外，优选的是根据本公开实施例的变焦镜头满足以下条件式（a）和（b）：
条件式（a）：0.01<|Dmacro_w|/fw<0.1
条件式（b）：0.02<|Dmacro_t|/ft<0.2
其中，
Dmacro_w：在广角端在选择微距模式时移位透镜的移动量。
Dmacro_t：在望远端在选择微距模式时移位透镜的移动量。
fw：在广角端的系统焦距，以及
ft：在望远端的系统焦距。
在根据本公开实施例的变焦镜头中，光学系统中的两个可动透镜组中的至少一个在变焦中独立地移动。由此，允许可动透镜组也对变焦有贡献，这使得变焦镜头能够尺寸小且放大率高，并获得高图像质量。而且，在安装在镜筒上的致动器的移动行程的利用上效率可以最大程度地被提高。
在其中一个最佳实施例中，希望采用浮动对焦系统，该系统中光学系统中的两个可动透镜组都在调焦中移动，它们的移动量彼此相关。由此，调焦中出现的场曲像差可以有利地被修正。因此，广角镜头、具有长的实际焦距的处在望远位置的变焦镜头、和其内构建有大型传感器的光学系统，这些易于在调焦中受场曲影响的镜头和系统可在短范围图像拍摄中实现图像质量的提高。这里，这种大型传感器的示例可包括例如，1/1.7、2/3、1.0、APS、35mm等尺寸。特别地，大直径透镜（例如广角端为F2.8或更小、在望远端为F4.0或更小）具有极其浅的景深，且因此，场曲像差的出现直接导致图像质量的严重衰退。因此，上述浮动对焦系统对图像质量的提高特别有效。此外，这种构造还可以实现，最大程度地提高对安装在镜筒上的致动器的移动行程的利用的效率。
在根据本公开实施例的变焦镜头中，光学系统中的两个可动透镜组均相对于F值确定构件（孔径光阑）布置得更靠近像侧，且相邻地布置在光学系统中最靠近像的一侧。由此，相比于通过相对于F值确定构件布置在更靠近物的一侧上的透镜调焦的光学系统而言，可动透镜组的构造更易于简单、尺寸小和重量轻。此外，同时可以使驱动它们的致动器在尺寸上较小，这最终实现镜筒在尺寸上较小。
在根据本公开实施例的变焦镜头中，光学系统中的两个可动透镜组每一个由一个透镜构造。由此，被驱动的透镜组可以尺寸小、重量轻，这使得致动器上的负载被降低，且对焦速度和对焦准确性被提高。特别地，在其中一个最优实施例中，光学系统中的两个可动透镜组中的至少一个优选地由一个塑料透镜构造。由此，可更有效地获取上述优势。
根据本公开实施例的变焦镜头按从物侧起的顺序包括由具有正折射能力的第一变焦透镜组、具有负折射能力的第二变焦透镜组、具有正折射能力的第三变焦透镜组和具有正折射能力的第四变焦透镜组组成的四个透镜组。在这种情况中，在第三透镜组中布置在最靠近像一侧上的负透镜和包括在第四透镜组中的正透镜通过各自的调焦致动器沿光轴方向可动。此外，另一构造的变焦镜头按从物侧起的顺序包括具有正折射能力的第一变焦透镜组、具有负折射能力的第二变焦透镜组、具有正折射能力的第三变焦透镜组、具有负折射能力的第四焦透镜组和具有正折射能力的第五变焦透镜组这五个透镜组。在这种情况中，包括在第四透镜组中的负透镜和包括在第五变焦透镜中的正透镜通过各自的调焦致动器沿光轴方向可动。采用这种变焦构造和调焦构造，可获得小尺寸且高放大率的变焦镜头，其使得F值足够亮，且最小调焦距离足够短。
此后，按以下顺序进行描述。
1、第一实施例（移动模式的示例1）
2、第二实施例（移动模式的示例2）
3、第三实施例（移动模式的示例3）
4、第四实施例（移动模式的示例4）
5、第五实施例（移动模式的示例5）
6、第六实施例（移动模式的示例6）
7、第七实施例（移动模式的示例7）
8、第八实施例（数值示例1）
9、第九实施例（数值示例2）
10、第十实施例（数值示例3）
11、第十一实施例（数值示例4）
12、第十二实施例（数值示例5）
13、应用示例（图像拍摄设备）
<1.第一实施例>
[镜头构造]
图1是示出了根据本技术第一实施例的变焦镜头的镜头构造的示图。该变焦镜头具有普通模式和微距模式，所述普通模式可以从远景向近距离目标调焦，所述微距模式与普通模式相比降低最小调焦距离。在该图中，普通模式中的移动模式在图的左侧被示出，微距模式中的移动模式在图的右侧被示出。而且，在广角端的镜头布置在最上部分处被示出，在望远端的镜头布置在最下部分处被示出，且从广角端向望远端的转换在三个中间部分中被示出。类似地，这适用于以下的第二至第七实施例。
变焦镜头按从物侧起的顺序包括：第一变焦透镜组GR1，其具有正折射能力；第二变焦透镜组GR2，其具有负折射能力；第三变焦透镜组GR3，其具有正折射能力；和第四变焦透镜组GR4，其具有正折射能力。
第一变焦透镜组GR1包括粘合透镜，其通过按从该物侧向像侧的顺序将凹向像侧的弯月形负透镜L11和凸向物侧的弯月形正透镜L12彼此粘结而构造。
第二变焦透镜组GR2通过按从物侧到像侧的顺序布置凹向像侧的弯月形负透镜L21、负透镜L22、和凸向物侧的弯月形正透镜L23而构造。
第三变焦镜头组GR3通过按从物侧到像侧的顺序布置正透镜L31、包括正透镜L32和负透镜L33的粘合透镜、凸向像侧的弯月形正透镜L34、正透镜L35、和凹向像侧的弯月形负透镜L36而构造。
第四变焦透镜组GR4包括弯月形正透镜L41，其凸向物侧。
[移动模式]
在根据第一实施例的变焦镜头中，在从广角端向望远端变焦过程中第一变焦透镜组GR1向物侧移动，使得朝向第二变焦透镜组GR2的距离延长。在这一阶段，第三变焦透镜组GR3向物侧移动，使得朝向第二变焦透镜组GR2的距离缩短。在广角端和望远端之间的变焦过程中，第二变焦透镜组GR2经历了在向像侧移动之后向像侧移动的转变。在从广角端向望远端变焦的过程中，第四变焦透镜组GR4在向物侧移动之后经历向像侧移动的转变。
关于变焦镜头，在从长距离向短距离调焦过程中，第三变焦透镜组GR3的负透镜L36沿光轴向像侧的方位移动。而且，在从普通模式向微距模式切换中，第四变焦透镜组GR4的正透镜L41沿光轴向物侧的方位移动（移位）。即，在普通模式和微距模式之间切换之前和之后，第三变焦透镜组GR3的负透镜L36与第四变焦透镜组GR4的正透镜L41之间的相对位置变化。换句话说，在模式切换之前和之后，除第三变焦透镜组GR3的负透镜L36和第四变焦透镜组GR4的正透镜L41之外的透镜位置不变。
<2.第二实施例>
[镜头构造]
图2是示出了根据本技术第二实施例的变焦镜头的镜头构造的示图。该变焦镜头基本与根据上述第一实施例的镜头具有相同的镜头构造，且省略了其描述。
[移动模式]
在根据第二实施例的变焦镜头中，在从广角端向望远端变焦过程中第一变焦透镜组GR1向物侧移动，使得朝向第二变焦透镜组GR2的距离延长。在这一阶段，第三变焦透镜组GR3向物侧移动，使得朝向第二变焦透镜组GR2的距离缩短。在广角端和望远端之间的变焦过程中，第二变焦透镜组GR2在向像侧移动之后经历向物侧移动的转变。在从广角端向望远端变焦的过程中，第四变焦透镜组GR4在向物侧移动之后经历向像侧移动的转变。
对于变焦镜头，在普通模式中，在从长距离向短距离调焦中，第三变焦透镜组GR3的负透镜L36和第四变焦透镜组GR4的正透镜L41沿朝向像侧的方位移动，它们的移动量彼此相关。即，变焦镜头采用浮动对焦系统。而且，在从普通模式向微距模式切换中，第四变焦透镜组GR4的正透镜L41沿光轴向物侧的方位移动（移位）。即，在普通模式和微距模式之间切换之前和之后，第三变焦透镜组GR3的负透镜L36与第四变焦透镜组GR4的正透镜L41之间的相对位置变化。而且，在普通模式和微距模式之间的切换之前和之后，管理调焦的透镜在第三变焦透镜组GR3的负透镜L36与第四变焦透镜组GR4的正透镜L41之间变化。换句话说，在模式切换之前和之后，除第三变焦透镜组GR3的负透镜L36和第四变焦透镜组GR4的正透镜L41之外的透镜位置不变。
<3.第三实施例>
[镜头构造]
图3是示出了根据本技术第三实施例的变焦镜头的镜头构造的示图。该变焦镜头基本与根据上述第一实施例的镜头具有相同的镜头构造，且省略了其描述。
[移动模式]
在根据第三实施例的变焦镜头中，在从广角端向望远端变焦过程中第一变焦透镜组GR1向物侧移动，使得朝向第二变焦透镜组GR2的距离延长。在这一阶段，第三变焦透镜组GR3向物侧移动，使得朝向第二变焦透镜组GR2的距离缩短。在广角端和望远端之间的变焦过程中，第二变焦透镜组GR2在向像侧移动之后经历向物侧移动的转变。在从广角端向望远端变焦的过程中，第四变焦透镜组GR4在向物侧移动之后经历向像侧移动的转变。
关于变焦镜头，在普通模式中，在从长距离向短距离调焦过程中，第三变焦透镜组GR3的负透镜L36沿光轴向像侧的方位移动。而且，在从普通模式向微距模式切换中，第三变焦透镜组GR3的负透镜L36沿光轴向像侧的方位移动（移位）。在微距模式中，在从长距离向短距离调焦过程中，第四变焦透镜组GR4的正透镜L41沿光轴向朝向物侧的方位移动。即，在普通模式和微距模式之间的切换之前和之后，管理调焦的透镜在第三变焦透镜组GR3的负透镜L36与第四变焦透镜组GR4的正透镜L41之间变化。而且，在普通模式和微距模式之间切换之前和之后，第三变焦透镜组GR3的负透镜L36与第四变焦透镜组GR4的正透镜L41之间的相对位置变化。换句话说，在模式切换之前和之后，除第三变焦透镜组GR3的负透镜L36和第四变焦透镜组GR4的正透镜L41之外的透镜位置不变。
<4.第四实施例>
[镜头构造]
图4是示出了根据本技术第四实施例的变焦镜头的镜头构造的示图。该变焦镜头基本与根据上述第一实施例的镜头具有相同的镜头构造，且省略了其描述。
[移动模式]
在根据第四实施例的变焦镜头中，在从广角端向望远端变焦过程中第一变焦透镜组GR1向物侧移动，使得朝向第二变焦透镜组的距离GR2延长。在这一阶段，第三变焦透镜组GR3向物侧移动，使得朝向第二变焦透镜组GR2的距离缩短。在广角端和望远端之间的变焦过程中，第二变焦透镜组GR2在向像侧移动之后经历向物侧移动的转变。在从广角端向望远端变焦的过程中，第四变焦透镜组GR4在向物侧移动之后经历向像侧移动的转变。
关于变焦镜头，在从长距离向短距离调焦过程中，第四变焦透镜组GR4的正透镜L41沿光轴向物侧的方位移动。而且，在从普通模式向微距模式切换中，第三变焦透镜组GR3的负透镜L36沿光轴向像侧的方位移动（移位）。即，在普通模式和微距模式之间切换之前和之后，第三变焦透镜组GR3的负透镜L36与第四变焦透镜组GR4的正透镜L41之间的相对位置变化。换句话说，在模式切换之前和之后，除第三变焦透镜组GR3的负透镜L36和第四变焦透镜组GR4的正透镜L41之外的透镜位置不变。
<5.第五实施例>
[镜头构造]
图5是示出了根据本技术第五实施例的变焦镜头的镜头构造的示图。该变焦镜头基本与根据上述第一实施例的镜头具有相同的镜头构造，且省略了其描述。
[移动模式]
在根据第五实施例的变焦镜头中，在从广角端向望远端变焦过程中第一变焦透镜组GR1向物侧移动，使得朝向第二变焦透镜组的距离GR2延长。在这一阶段，第三变焦透镜组GR3向物侧移动，使得朝向第二变焦透镜组GR2的距离缩短。在广角端和望远端之间的变焦过程中，第二变焦透镜组GR2在向像侧移动之后经历向物侧移动的转变。在从广角端向望远端变焦的过程中，第四变焦透镜组GR4在向物侧移动之后经历向像侧移动的转变。
对于变焦镜头，在普通模式中，在从长距离向短距离调焦过程中，第四变焦透镜组GR4的正透镜L41沿光轴向物侧的方位移动。而且，在从普通模式向微距模式切换中，第四变焦透镜组GR4的正透镜L41沿光轴向物侧的方位移动（移位）。同时，在微距模式中，在从长距离向短距离调焦过程中，第三变焦透镜组GR3的负透镜L36沿光轴向像侧的方位移动。而且，在普通模式和微距模式之间的切换之前和之后，管理调焦的透镜在第三变焦透镜组GR3的负透镜L36与第四变焦透镜组GR4的正透镜L41之间变化。即，在普通模式和微距模式之间切换之前和之后，第三变焦透镜组GR3的负透镜L36与第四变焦透镜组GR4的正透镜L41之间的相对位置变化。换句话说，在模式切换之前和之后，除第三变焦透镜组GR3的负透镜L36和第四变焦透镜组GR4的正透镜L41之外的透镜位置不变。
<6.第六实施例>
[镜头构造]
图6是示出了根据本技术第六实施例的变焦镜头的镜头构造的示图。该变焦镜头基本与根据上述第一实施例的镜头具有相同的镜头构造，且省略了其描述。
[移动模式]
在根据第六实施例的变焦镜头中，在从广角端向望远端变焦过程中第一变焦透镜组GR1向物侧移动，使得朝向第二变焦透镜组GR2的距离延长。在这一阶段，第三变焦透镜组GR3向物侧移动，使得朝向第二变焦透镜组GR2的距离缩短。在广角端和望远端之间的变焦过程中，第二变焦透镜组GR2在向像侧移动之后经历向物侧移动的转变。在从广角端向望远端变焦的过程中，第四变焦透镜组GR4在向物侧移动之后经历向像侧移动的转变。
关于变焦镜头，在普通模式中，在从长距离向短距离调焦过程中，第三变焦透镜组GR3的负透镜L36沿光轴向像侧的方位移动。同时，在微距模式中，在从长距离向短距离调焦中，第三变焦透镜组GR3的负透镜L36沿光轴向像侧的方位移动，第四变焦透镜组GR4的正透镜L41沿光轴向物侧的方位移动。即，在普通模式和微距模式之间的切换之前和之后，管理调焦的透镜在第三变焦透镜组GR3的负透镜L36与第四变焦透镜组GR4的正透镜L41之间变化。而且，在普通模式和微距模式之间切换之前和之后，第三变焦透镜组GR3的负透镜L36与第四变焦透镜组GR4的正透镜L41之间的相对位置变化。换句话说，在模式切换之前和之后，除第三变焦透镜组GR3的负透镜L36和第四变焦透镜组GR4的正透镜L41之外的透镜位置不变。
<7.第七实施例>
[镜头构造]
图7是示出了根据本技术第七实施例的变焦镜头的镜头构造的示图。该变焦镜头基本与根据上述第一实施例的镜头具有相同的镜头构造，且省略了其描述。
[移动模式]
在根据第七实施例的变焦镜头中，在从广角端向望远端变焦过程中第一变焦透镜组GR1向物侧移动，使得朝向第二变焦透镜组GR2的距离延长。在这一阶段，第三变焦透镜组GR3向物侧移动，使得朝向第二变焦透镜组GR2的距离缩短。在广角端和望远端之间的变焦过程中，第二变焦透镜组GR2在向像侧移动之后经历向物侧移动的转变。在从广角端向望远端变焦的过程中，第四变焦透镜组GR4在向物侧移动之后经历向像侧移动的转变。
对于变焦镜头，在普通模式中，在从长距离向短距离调焦中，第三变焦透镜组GR3的负透镜L36和第四变焦透镜组GR4的正透镜L41沿朝向像侧的方位移动，它们的移动量彼此相关。即，变焦镜头采用浮动对焦系统。同时，在微距模式中，第三变焦透镜组GR3的负透镜L36沿光轴向像侧的方位移动，第四变焦透镜组GR4的正透镜L41沿光轴向物侧的方位移动。即，在普通模式和微距模式之间的切换之前和之后，第三变焦透镜组GR3的负透镜L36与第四变焦透镜组GR4的正透镜L41之间的相对位置变化。换句话说，在模式切换之前和之后，除第三变焦透镜组GR3的负透镜L36和第四变焦透镜组GR4的正透镜L41之外的透镜位置不变。
接下来描述根据本技术实施例的透镜的数值示例。以下的表格和描述中使用的符号等含义如下。即，符号“si”代表表面编号，其意思是从物侧起第i个表面。符号“ri”代表从物侧起第i个表面的曲率半径。符号“di”代表从物侧起第i个表面和第（i+1）个表面之间沿轴线的间隔。符号“ni”代表在其物侧具有第i表面的玻璃材料的折射率，该折射率是相对于d线（波长为587.6nm）而言的。符号“vi”代表在其物侧具有第i表面的玻璃材料的阿贝数，该数是相对于d线而言的。附加地，关于曲率半径，符号“INFINITY”表示相关表面为平面。此外，附在表面编号上的符号“ASP”指示相关表面为非球面。此外，用于表面编号的符号“STO”表示相关表面为打开的孔径光阑。此外，符号“f”代表焦距。符号“Fno”代表F值（F数）。符号“ω”代表半视场（FOV）。
此外，用在单独实施例中的一些变焦镜头具有非球面透镜表面。可认为该非球面透镜表面的每一个被定义如下：
x=cy2/(1+(1-(1+κ)c2y2)1/2)
+A4y4+A6y6+A8y8+A10y10
其中，符号“x”代表沿光轴方向距透镜表面的顶点的距离（矢高（sagging）量），符号“y”代表沿垂直于光轴的方向上的高度，符号“c”代表透镜顶点处的近轴曲率，符号“κ”代表圆锥常数。此外，数字A4、A6、A8和A10代表第四级、第六级、第八级和第十级非球面系数。
<8.第八实施例>
[镜头构造]
图8是示出了根据本技术第八实施例的变焦镜头的镜头构造的示图。根据第八实施例的变焦镜头按从物侧起的顺序包括：第一变焦透镜组GR1，其具有正折射能力；第二变焦透镜组GR2，其具有负折射能力；第三变焦透镜组GR3，其具有正折射能力；和第四变焦透镜组GR4，其具有正折射能力。
第一变焦透镜组GR1包括粘合透镜，其通过按从该物侧向像侧的顺序将凹向像侧的弯月形负透镜L11和凸向物侧的弯月形正透镜L12粘结而构造。
第二变焦透镜组GR2通过按从物侧到像侧的顺序布置凹向像侧的弯月形负透镜L21、负透镜L22、和凸向物侧的弯月形正透镜L23而构造。
第三变焦透镜组GR3通过按从物侧到像侧的顺序布置正透镜L31、由正透镜L32和负透镜L33构造的粘合透镜、凸向像侧的弯月形正透镜L34、正透镜L35、和凹向像侧的弯月形负透镜L36而构造。
第四变焦透镜组GR4包括弯月形正透镜L41，其凸向物侧。
孔径光阑STO设置在第三变焦透镜组GR3的物侧上。此外，滤波器SG设置在第四变焦透镜组GR4和像平面IMG之间。
变焦镜头采用浮动对焦系统，其中在调焦中调焦透镜组A和B彼此关联地移动，其中调焦透镜组A对应于负透镜L36，调焦透镜组B对应于正透镜L41。在从长距离调焦到短距离时，调焦透镜组A和B沿光轴向像侧的方位移动。在调焦中，调焦透镜组A和B的移动距离之间的相对关系在每个变焦位置改变。此外，在调焦中，调焦透镜组A和B的透镜移动距离二者成线性。
此外，对于变焦镜头，在普通模式和微距模式之间切换之前和之后，第三变焦透镜组GR3的负透镜L36与第四变焦透镜组GR4的正透镜L41之间的相对位置变化。而且，在普通模式和微距模式之间的切换之前和之后，管理调焦的透镜在第三变焦透镜组GR3的负透镜L36与第四变焦透镜组GR4的正透镜L41之间变化。
[变焦镜头的规格]
表1示出了数值示例1的透镜的数据，其中，特定的数值应用于根据第八实施例的变焦镜头。
Si ri di ni vi
1 35.214 1.000 1.92286 20.880
2 24.730 4.620 1.77250 49.624
3 460.000 (d3)
4(ASP) 468.512 0.500 1.75501 51.158
5(ASP) 9.200 5.422
6 -20.000 0.750 1.72916 54.674
7 55.391 0.250
8(ASP) 20.500 1.700 2.00170 19.324
9(ASP) 86.255 (d9)
STO INFINITY 0.800
11(ASP) 13.050 3.380 1.55332 71.685
12(ASP) -77.06 1.000
13 12.120 3.430 1.59201 67.023
14 -150.000 0.770 1.80518 25.456
15 14.388 2.547
16(ASP) 一41.297 1.220 1.72903 54.041
17(ASP) 一21.580 0.500
18 77.969 1.120 1.72916 54.674
19 —312.042 (d19)
20 151.077 0.700 1.72916 54.674
21 35.396 (d21)
22(ASP) 18.200 2.620 1.52470 56.460
23(ASP) 48.000 (d23)
24 INFINITY 0.300 1.51680 64.200
25 INFINITY 0.150
26 INFINITY 0.500 1.51680 64.200
27 INFINITY 1.000
IMG INFINITY
表1
在根据数值示例1的变焦镜头中，第二透镜组GR2的负透镜L21的两个表面(第四表面和第五表面)、其正透镜L23的两个表面(第八表面和第九表面)、第三透镜组GR3的正透镜L31的两个表面(第十一表面和第十二表面)、其正透镜L34的两个表面(第十六表面和第十七表面)、第四透镜组GR4的正透镜L41的两个表面(第二十二表面和第二十三表面)为非球面。表2示出了这些表面的圆锥常数κ和第四级、第六级、第八级和第十级非球面系数A4、A6、A8和A1O。此外，在表2和示出非球面系数的以下其他表格中，“E-i'’的表达方式是基数为10的指数表达，即，其表示“10-1”。例如，“O.12345E-05”的表达方式代表“O.12345×10-5”。
Si κ A4 A6 A8 A10
4 0.00000E+00 5.68774E-06 8.94949E-07 -8.70987E-09 2.31168E-11
5 4.98194E-01 -150205E-04 -1.98376E-07 1.80380E-08 -4.16711E-10
8 0.00000E+00 -0.61090E-04 1.30703E-06 —6.58162E-08 1.47137E-09
9 O.00000E+00 -1.12266E-04 1.08417E-06 —7.49574E-08 1.47894E-09
11 O.00000E+00 -1.13976E-06 5.69912E-07 -4.23240E-09 0.00000E+00
12 O.00000E+00 5.53452E-05 6.07857E-07 —8.21684E-09 0.00000E+00
16 O.00000E+00 -134309E-04 8.36085E-06 —3.07464E-08 0.00000E+00
17 —2.15800E+01 —1.00000E+01 —9.35952E-05 9.86885E-06 —2.66219E-08
22 —3.11324E-01 3.76073E-05 —1.57738E-06 3.04430E-08 -1.89579E-10
23 -1.00000E+01 6.45328E-05 -2.99249E-06 5.18262E-08 —3.12112E-10
表2
表3示出了数值示例1中的在广角端、在中间焦距、以及在望远端的焦距f、F值Fno、和半视场(FOV)ω。
广角端 中间焦距 望远端
f 9.58 19.82 41.00
Fno 1.87 2.49 3.30
ω 41.41 21.75 10.56
表3
在根据数值示例1的变焦镜头中，普通模式下在广角端和望远端之间的变焦中，第一透镜组GR1和第二透镜组GR2之间的间隔d3、第二透镜组GR2和第三透镜组GR3之间的间隔d9、正透镜L35和负透镜L36之间的间隔d19、第三透镜组GR3和第四透镜组GR4之间的间隔d21、以及第四透镜组GR4和滤波器SG之间的间隔d23变化，其中物体距离为无穷远。表4示出了在该情况下，在广角端，在中间焦距，以及在望远端时关于各个间隔的可变间隔。
Figure BDA0000383786130000161
表4
在根据数值示例1的变焦镜头中，普通模式下在广角端和望远端之间的变焦中，正透镜L35和负透镜L36之间的间隔d19、第三透镜组GR3和第四透镜组GR4之间的间隔d21、以及第四透镜组GR4和滤波器SG之间的间隔d23变化，其中物体距离为近。表5示出了在该情况下，在广角端，在中间焦距，以及在望远端处关于各个间隔的可变间隔。
Figure BDA0000383786130000162
表5
在根据数值示例1的变焦镜头中，微距模式下在广角端和望远端之间的变焦中，正透镜L35和负透镜L36之间的间隔d19、第三透镜组GR3和第四透镜组GR4之间的间隔d21、以及第四透镜组GR4和滤波器SG之间的间隔d23变化，其中物体距离为近。表6示出了在该情况下，在广角端，在中间焦距，以及在望远端处关于各个间隔的可变间隔。
表6
<第九实施例>
[镜头构造]
图9是示出了根据本技术第九实施例的变焦镜头的镜头构造的示图。根据第九实施例的变焦镜头按从物侧起的顺序包括：第一变焦透镜组GR1，其具有正折射能力；第二变焦透镜组GR2，其具有负折射能力；第三变焦透镜组GR3，其具有正折射能力；和第四变焦透镜组GR4，其具有正折射能力。
第一变焦透镜组GR1包括粘合透镜，其通过按从该物侧向像侧的顺序将凹向像侧的弯月形负透镜L11和凸向物侧的弯月形正透镜L12粘结而构造。
第二变焦透镜组GR2通过按从物侧到像侧的顺序布置凹向像侧的弯月形负透镜L21、负透镜L22、和凸向物侧的弯月形正透镜L23而构造。
第三变焦透镜组GR3通过按从物侧到像侧的顺序布置正透镜L31、由正透镜L32和负透镜L33构造的粘合透镜、凸向像侧的弯月形正透镜L34、正透镜L35、和凹向像侧的弯月形负透镜L36而构造。
第四变焦透镜组GR4包括弯月形正透镜L41，其凸向物侧。
孔径光阑STO设置在第三变焦透镜组GR3的物侧上。此外，滤波器GR设置在第四变焦透镜组GR4和像平面IMG之间。
变焦镜头采用浮动对焦系统，其中在调焦中调焦透镜组A和B彼此关联地移动，其中调焦透镜组A对应于负透镜L36，调焦透镜组B对应于正透镜L41。在从长距离调焦到短距离时，调焦透镜组A和B沿光轴向像侧的方位移动。在调焦中，调焦透镜组A和B的移动距离之间的相对关系在每个变焦位置改变。此外，在调焦中，调焦透镜组A和B的透镜移动距离二者是线性的。
此外，对于变焦镜头，在普通模式和微距模式之间切换之前和之后，第三变焦透镜组GR3的负透镜L36与第四变焦透镜组GR4的正透镜L41之间的相对位置变化。而且，在普通模式和微距模式之间的切换之前和之后，管理调焦的透镜在第三变焦透镜组GR3的负透镜L36与第四变焦透镜组GR4的正透镜L41之间变化。
[变焦镜头的规格]
表7示出了数值示例2的透镜的数据，其中，特定的数值应用于根据第九实施例的变焦镜头。
Si ri di ni vi
1 35.292 1.000 1.92286 20.880
2 24.730 4.620 1.77250 49.624
3 460.000 (d3)
4(ASP) 417.077 0.500 1.75501 51.158
5(ASP) 9.236 5.210
6 -20.000 0.750 1.72916 54.674
7 53.460 0.250
8(ASP) 19.876 1.700 2.00170 19.324
9(ASP) 79.216 (d9)
STO INFINITY 0.800
11(ASP) 13.353 3.380 1.55332 71.685
12(ASP) -85.00 1.000
13 12.000 3.430 1.59201 67.023
14 -150.000 0.770 1.80518 25.456
15 14.483 2.600
16(ASP) -54.311 1.200 1.72903 54.041
17(ASP) -22.075 0.500
18 96.346 1.120 1.72916 54.674
19 -204.796 (d19)
20 254.066 0.700 1.72916 54.674
21 35.396 (d21)
22(ASP) 17.900 2.650 1.52470 56.460
23(ASP) 50.314 (d23)
24 INFINITY 0.300 1.51680 64.200
25 INFINITY 0.150
26 INFINITY 0.500 1.51680 64.200
27 INFINITY 1.000
IMG INFINITY
表7
在根据数值示例2的变焦镜头中，第二透镜组GR2的负透镜L21的两个表面(第四表面和第五表面)、其正透镜L23的两个表面(第八表面和第九表面)、第三透镜组GR3的正透镜L31的两个表面(第十一表面和第十二表面)、其正透镜L34的两个表面(第十六表面和第十七表面)、第四透镜组GR4的正透镜L41的两个表面(第二十二表面和第二十三表面)为非球面。表8示出了这些表面的圆锥常数κ和第四级、第六级、第八级和第十级非球面系数A4、A6、A8和A10。
Si κ A4 A6 A8 A10
4 0.00000E+00 2.68927E-05 4.58592E-07 -4.96505E-09 1.09563E-11
5 5.35382E-01 -1.35919E-04 -1.80358E-07 1.26895E-08 -4.71179E-10
8 0.00000E+00 -1.82882E-04 2.57794E-06 -1.01722E-07 1.74029E-09
9 0.00000E+00 -1.28821E-04 2.09141E-06 -1.02404E-07 1.65471E-09
11 O.00000E+00 -1.02914E-06 5.51640E-07 -4.17771E-09 0.00000E+00
12 0.00000E+00 5.18094E-05 5.79805E-07 -7.91635E-09 0.00000E+00
16 0.00000E+00 -1.66166E-04 7.63647E-06 -4.89314E-09 0.00000E+00
17 -1.00000E+01 -1.18319E-04 905970E-06 -6.96278E-09 9.36699E-10
22 -5.18353E-01 4.17851E-05 -8.46723E-07 1.48650E-08 -5.92557E-11
23 -2.86078E+00 5.32387E-05 -2.05218E-06 3.23863E-08 -1.54194E-10
表8
表9示出了数值示例2中的在广角端、在中间焦距、以及在望远端的焦距f、F值Fno、和半视场(FOV)ω。
广角端 中间焦距 望远端
f 9.58 19.82 41.00
Fno 1.87 2.27 3.01
ω 41.42 21.79 10.57
表9
在根据数值示例2的变焦镜头中，普通模式下在广角端和望远端之间的变焦中，第一透镜组GR1和第二透镜组GR2之间的间隔d3、第二透镜组GR2和第三透镜组GR3之间的间隔d9、正透镜L35和负透镜L36之间的间隔d19、第三透镜组GR3和第四透镜组GR4之间的间隔d21、以及第四透镜组GR4和滤波器SG之间的间隔d23变化，其中物体距离为无穷远。表10示出了在该情况下，在广角端，在中间焦距，以及在望远端处关于各个间隔的可变间隔。
表10
此外，在根据数值示例2的变焦镜头中，普通模式下在广角端和望远端之间的变焦中，正透镜L35和负透镜L36之间的间隔d19、第三透镜组GR3和第四透镜组GR4之间的间隔d21、以及第四透镜组GR4和滤波器SG之间的间隔d23变化，其中物体距离为近。表11示出了在该情况下，在广角端，在中间焦距，以及在望远端处关于各个间隔的可变间隔。
Figure BDA0000383786130000212
表11
在根据数值示例2的变焦镜头中，微距模式下在广角端和望远端之间的变焦中，正透镜L35和负透镜L36之间的间隔d19、第三透镜组GR3和第四透镜组GR4之间的间隔d21、以及第四透镜组GR4和滤波器SG之间的间隔d23变化，其中物体距离为近。表12示出了在该情况下，在广角端、在中间焦距、以及在望远端处关于各个间隔的可变间隔。
表12
<第十实施例>
[镜头构造]
图10是示出了根据本技术第十实施例的变焦镜头的镜头构造的示图。根据第十实施例的变焦镜头按从物侧起的顺序包括：第一变焦透镜组GR1，其具有正折射能力；第二变焦透镜组GR2，其具有负折射能力；第三变焦透镜组GR3，其具有正折射能力；和第四变焦透镜组GR4，其具有正折射能力。
第一变焦透镜组GR1包括粘合透镜，其通过按从该物侧向像侧的顺序将凹向像侧的弯月形负透镜L11和凸向物侧的弯月形正透镜L12粘结而构造。
第二变焦透镜组GR2通过按从物侧到像侧的顺序布置凹向像侧的弯月形负透镜L21、负透镜L22、和凸向物侧的弯月形正透镜L23而构造。
第三变焦透镜组GR3通过按从物侧到像侧的顺序布置正透镜L31、由正透镜L32和负透镜L33构造的粘合透镜、凸向像侧的弯月形正透镜L34、正透镜L35、和凹向像侧的弯月形负透镜L36而构造。
第四变焦透镜组GR4包括弯月形正透镜L41，其凸向物侧。
孔径光阑STO设置在第三变焦透镜组GR3的物侧上。此外，滤波器GR设置在第四变焦透镜组GR4和像平面IMG之间。
变焦镜头采用浮动对焦系统，其中在调焦中调焦透镜组A和B彼此关联地移动，其中调焦透镜组A对应于负透镜L36，调焦透镜组B对应于正透镜L41。在从长距离调焦到短距离时，调焦透镜组A和B沿光轴向像侧的方位移动。在调焦中，调焦透镜组A和B的移动距离之间的相对关系在每个变焦位置改变。此外，在调焦中，调焦透镜组A和B的透镜移动距离二者是线性的。
此外，对于变焦镜头，在普通模式和微距模式之间切换之前和之后，第三变焦透镜组GR3的负透镜L36与第四变焦透镜组GR4的正透镜L41之间的相对位置变化。而且，在普通模式和微距模式之间的切换之前和之后，管理调焦的透镜在第三变焦透镜组GR3的负透镜L36与第四变焦透镜组GR4的正透镜L41之间变化。
[变焦镜头的规格]
表13示出了数值示例3的透镜的数据，其中，特定的数值应用于根据第十实施例的变焦镜头。
Si ri di ni vi
1 34.966 1.000 1.92286 20.880
2 24.500 4.620 1.77250 49.624
3 610.465 (d3)
4(ASP) 750.000 0.500 1.75501 51.158
5(ASP) 9.233 5.551
6 -20.500 0.750 1.72916 54.674
7 70.000 0.250
8(ASP) 22.710 1.700 2.00170 19.324
9(ASP) 112.921 (d9)
STO INFINITY 0.800
11(ASP) 12.820 3.380 1.55332 71.685
12(ASP) -85.00 1.000
13 12.000 3.430 1.59201 67.023
14 -150.000 0.800 1.80518 25.456
15 14.132 2.556
16(ASP) -26.674 1.200 1.72903 54.041
17(ASP) -18.739 0.500
18 50.000 1.134 1.72916 54.674
19 -380.000 (d19)
20 123.039 0.700 1.72916 54.674
21 35.396 (d21)
22(ASP) 19.054 2.416 1.52470 56.460
23(ASP) 50.000 (d23)
24 INFINITY 0.300 1.51680 64.200
25 INFINITY 0.150
26 INFINITY 0.500 1.51680 64.200
27 INFINITY 1.000
IMG INFINITY
表13
在根据数值示例3的变焦镜头中，第二透镜组GR2的负透镜L21的两个表面(第四表面和第五表面)、其正透镜L23的两个表面(第八表面和第九表面)、第三透镜组GR3的正透镜L31的两个表面(第十一表面和第十二表面)、其正透镜L34的两个表面(第十六表面和第十七表面)、第四透镜组GR4的正透镜L41的两个表面(第二十二表面和第二十三表面)为非球面。表14示出了这些表面的圆锥常数κ和第四级、第六级、第八级和第十级非球面系数A4、A6、A8和A10。
Si κ A4 A6 A8 A10
4 0.00000E+00 -3.26147E-05 1.18902E-06 -9.36139E-09 2.28042E-11
5 4.24825E-01 -1.70167E-04 -1.00884E-07 5.90646E-09 -1.94617E-10
8 0.00000E+00 -1.12903E-04 9.59931E-07 -6.27631E-08 1.34451E-09
9 0.00000E+00 -7.95713E-05 9.19520E-07 -7.11901E-08 1.34663E-09
11 0.00000E+00 -1.67897E-06 6.70181E-07 -5.60053E-09 0.00000E+00
12 0.00000E+00 5.73134E-05 6.19238E-07 -8.94302E-09 0.00000E+00
16 0.00000E+00 -1.16142E-04 849835E-06 -2.16854E-08 0.00000E+00
17 -1.00000E+01 -1.38214E-04 1.12301E-05 -4.70735E-08 1.42474E-09
22 -1.37619E+00 8.75576E-05 -2.66080E-06 4.06868E-08 -2.05393E-10
23 -1.00000E+01 1.07414E-04 -4.70700E-06 6.96764E-08 -3.57224E-10
表14
表15示出了数值示例3中的在广角端、在中间焦距、以及在望远端的焦距f、F值Fno、和半视场(FOV)ω。
广角端 中间焦距 望远端
f 9.58 18.55 35.91
Fno 1.87 2.23 2.89
ω 41.25 23.00 11.95
表15
在根据数值示例3的变焦镜头中，普通模式下在广角端和望远端之间的变焦中，第一透镜组GR1和第二透镜组GR2之间的间隔d3、第二透镜组GR2和第三透镜组GR3之间的间隔d9、正透镜L35和负透镜L36之间的间隔d19、第三透镜组GR3和第四透镜组GR4之间的间隔d21、以及第四透镜组GR4和滤波器SG之间的间隔d23变化，其中物体距离为无穷远。表16示出了在该情况下，在广角端，在中间焦距，以及在望远端处关于各个间隔的可变间隔。
Figure BDA0000383786130000261
表16
在根据数值示例3的变焦镜头中，普通模式下在广角端和望远端之间的变焦中，正透镜L35和负透镜L36之间的间隔d19、第三透镜组GR3和第四透镜组GR4之间的间隔d21、以及第四透镜组GR4和滤波器SG之间的间隔d23变化，其中物体距离为近。表17示出了在该情况下，在广角端，在中间焦距，以及在望远端处关于各个间隔的可变间隔。
Figure BDA0000383786130000262
表17
在根据数值示例3的变焦镜头中，微距模式下在广角端和望远端之间的变焦中，正透镜L35和负透镜L36之间的间隔d19、第三透镜组GR3和第四透镜组GR4之间的间隔d21、以及第四透镜组GR4和滤波器SG之间的间隔d23变化，其中物体距离为近。表18示出了在该情况下，在广角端，在中间焦距，以及在望远端处关于各个间隔的可变间隔。
Figure BDA0000383786130000271
表18
<第十一实施例>
[镜头构造]
图11是示出了根据本技术第十一实施例的变焦镜头的镜头构造的示图。根据第十一实施例的变焦镜头按从物侧起的顺序包括：第一变焦透镜组GR1，其具有正折射能力；第二变焦透镜组GR2，其具有负折射能力；第三变焦透镜组GR3，其具有正折射能力；和第四变焦透镜组GR4，其具有正折射能力。
第一变焦透镜组GR1包括粘合透镜，其通过按从该物侧向像侧的顺序将凹向像侧的弯月形负透镜L11和凸向物侧的弯月形正透镜L12粘结而构造。
第二变焦透镜组GR2通过按从物侧到像侧的顺序布置凹向像侧的弯月形负透镜L21、负透镜L22、和凸向物侧的弯月形正透镜L23而构造。
第三变焦透镜组GR3通过按从物侧到像侧的顺序布置正透镜L31、由正透镜L32和负透镜L33构造的粘合透镜、凸向像侧的弯月形正透镜L34、正透镜L35、和凹向像侧的弯月形负透镜L36而构造。即，不同于其他实施例，在根据第十一实施例的变焦镜头中，第三变焦透镜组GR3被构造为包括五个透镜。
第四变焦透镜组GR4包括弯月形正透镜L41，其凸向物侧。
孔径光阑STO设置在第三变焦透镜组GR3的物侧上。此外，滤波器GR设置在第四变焦透镜组GR4和像平面IMG之间。
变焦镜头采用浮动对焦系统，其中在调焦中调焦透镜组A和B彼此关联地移动，其中调焦透镜组A对应于负透镜L35，调焦透镜组B对应于正透镜L41。在从长距离调焦到短距离时，调焦透镜组A和B沿光轴向像侧的方位移动。在调焦中，调焦透镜组A和B的移动距离之间的相对关系在每个变焦位置改变。此外，在调焦中，调焦透镜组A和B的透镜移动距离二者是线性的。
此外，对于变焦镜头，在普通模式和微距模式之间切换之前和之后，第三变焦透镜组GR3的负透镜L35与第四变焦透镜组GR4的正透镜L41之间的相对位置变化。而且，在普通模式和微距模式之间切换之前和之后，管理调焦的透镜在第三变焦透镜组GR3的负透镜L35与第四变焦透镜组GR4的正透镜L41之间变化。
[变焦镜头的规格]
表19示出了数值示例4的透镜的数据，其中，特定的数值应用于根据第十一实施例的变焦镜头。
Si ri di ni vi
1 36.217 1.000 1.92286 20.880
2 25.483 4.650 1.77250 49.624
3 329.061 (d3)
4(ASP) 337.902 0.500 1.75501 51.158
5(ASP) 10.083 5.800
6 -21.269 0.780 1.72916 54.674
7 34.948 0.250
8(ASP) 18.476 1.720 2.00170 19.324
9(ASP) 59.801 (d9)
STO INFINITY 1.500
11(ASP) 12.500 3.400 1.55332 71.685
12(ASP) -72.83 1.000
13 13.668 3.450 1.59201 67.023
14 -51.562 0.800 1.80518 25.456
15 18.817 2.725
16(ASP) -500.000 1.620 1.82080 42.706
17(ASP) -38.015 (d17)
18 227.971 0.700 1.72916 54.674
19 35.396 (d19)
20(ASP) 18.361 3.000 1.52470 56.460
21(ASP) 47.800 (d21)
22 INFINITY 0.300 1.51680 64.200
23 INFINITY 0.150
24 INFINITY 0.500 1.51680 64.200
25 INFINITY 1.000
IMG INFINITY
表19
在根据数值示例4的变焦镜头中，第二透镜组GR2的负透镜L21的两个表面(第四表面和第五表面)、其正透镜L23的两个表面(第八表面和第九表面)、第三透镜组GR3的正透镜L31的两个表面(第十一表面和第十二表面)、其正透镜L34的两个表面(第十六表面和第十七表面)、第四透镜组GR4的正透镜L41的两个表面(第二十表面和第二十一表面)为非球面。表20示出了这些表面的圆锥常数κ和第四级、第六级、第八级和第十级非球面系数A4、A6、A8和A10。
Si κ A4 A6 A8 A10
4 O.00000E+00 7.82620E-05 1.64608E-07 -4.28811E-09 9.41066E-12
5 7.74682E-01 -8.13657E-05 8.77360E-07 -5.37107E-09 2.33725E-11
8 O.00000E+00 -2.51889E-04 2.13844E-06 -4.91089E-08 1.16589E-09
9 O.00000E+00 -1.87944E-04 1.36811E-06 -4.95772E-08 1.08858E-09
11 O.00000E+00 8.86948E-06 3.77057E-07 1.11725E-10 O.00000E+00
12 O.00000E+00 6.74001E-05 3.81661E-07 -4.18748E-09 O.00000E+00
16 O.00000E+00 -4.39021E-05 2.70052E-06 -9.02502E-08 O.00000E+00
17 O.00000E+00 1.09128E-04 3.95697E-06 -7.68377E-08 5.07392E-10
20 -2.51276E+00 5.75944E-05 -8.15026E-07 1.83878E-08 -1.68050E-10
21 1.45502E+00 1.91363E-05 —1.18572E-06 2.60741E-08 —2.27002E-10
表20
表21示出了数值示例4中的在广角端、在中间焦距、以及在望远端的焦距f、F值Fno、和半视场(FOV)ω。
广角端 中间焦距 望远端
f 9.60 23.40 57.02
Fno 2.04 2.57 3.67
ω 41.44 18.46 7.55
表21
在根据数值示例4的变焦镜头中，普通模式下在广角端和望远端之间的变焦中，第一透镜组GR1和第二透镜组GR2之间的间隔d3、第二透镜组GR2和第三透镜组GR3之间的间隔d9、正透镜L34和负透镜L35之间的间隔d17、第三透镜组GR3和第四透镜组GR4之间的间隔d19、以及第四透镜组GR4和滤波器SG之间的间隔d21变化，其中物体距离为无穷远。表22示出了在该情况下，在广角端，在中间焦距，以及在望远端处关于各个间隔的可变间隔。
Figure BDA0000383786130000311
表22
在根据数值示例4的变焦镜头中，普通模式下在广角端和望远端之间变焦中，正透镜L34和负透镜L35之间的间隔d17、第三透镜组GR3和第四透镜组GR4之间的间隔d19、以及第四透镜组GR4和滤波器SG之间的间隔d21变化，其中物体距离为近。表23示出了在该情况下，在广角端，在中间焦距，以及在望远端处关于各个间隔的可变间隔。
Figure BDA0000383786130000312
表23
在根据数值示例4的变焦镜头中，微距模式下在广角端和望远端之间变焦时，正透镜L34和负透镜L35之间的间隔d17、第三透镜组GR3和第四透镜组GR4之间的间隔d19、以及第四透镜组GR4和滤波器SG之间的间隔d21变化，其中物体距离为近。表24示出了在该情况下，在广角端，在中间焦距，以及在望远端处关于各个间隔的可变间隔。
Figure BDA0000383786130000321
表24
<第十二实施例>
[镜头构造]
图12是示出了根据本技术的第十二实施例的变焦镜头的镜头构造的示图。根据第十二实施例的变焦镜头按从物侧起的顺序包括：第一变焦透镜组GR1，其具有正折射能力；第二变焦透镜组GR2，其具有负折射能力；第三变焦透镜组GR3，其具有正折射能力；第四变焦透镜组GR4，其具有负折射能力；和第五变焦透镜组GR5，其具有正折射能力。
第一变焦透镜组GR1包括粘合透镜，其通过按从该物侧向像侧的顺序将凹向像侧的弯月形负透镜L11和凸向物侧的弯月形正透镜L12粘结而构造。
第二变焦透镜组GR2通过按从物侧到像侧的顺序布置凹向像侧的弯月形负透镜L21、负透镜L22、和凸向物侧的弯月形正透镜L23而构造。
第三变焦透镜组GR3通过按从物侧到像侧的顺序布置正透镜L31、由正透镜L32和负透镜L33构造的粘合透镜、凸向像侧的弯月形正透镜L34、和正透镜L35而构造。
第四变焦透镜组GR4包括弯月形负透镜L41，其凹向图像。
第五变焦透镜组GR4包括弯月形正透镜L51，其凸向物侧。
孔径光阑STO设置在第三变焦透镜组GR3的物侧上。此外，滤波器GR设置在第五变焦透镜组GR5和像平面IMG之间。
变焦镜头采用浮动对焦系统，在该浮动对焦系统中在调焦中调焦透镜组A和B彼此关联地移动，其中调焦透镜组A对应于负透镜L41，调焦透镜组B对应于正透镜L51。即，不同于其他实施例，调焦透镜组A被构造为独立于第三透镜组GR3。在从长距离调焦到短距离时，调焦透镜组A和B沿光轴向像侧的方位移动。在调焦中，调焦透镜组A和B的移动距离之间的相对关系在每个变焦位置改变。此外，在调焦中，调焦透镜组A和B的透镜移动距离二者是线性的。
此外，对于变焦镜头，在普通模式和微距模式之间切换之前和之后，第四变焦透镜组GR4的负透镜L41与第五变焦透镜组GR5的正透镜L51之间的相对位置变化。而且，在普通模式和微距模式之间切换之前和之后，管理调焦的透镜在第四变焦透镜组GR4的负透镜L41与第五变焦透镜组GR5的正透镜L51之间变化。
[变焦镜头的规格]
表25示出了数值示例5的透镜的数据，其中，特定的数值应用于根据第十二实施例的变焦镜头。
Si ri di ni vi
1 35.292 1.000 1.92286 20.880
2 24.730 4.620 1.77250 49.624
3 460.000 (d3)
4(ASP) 393.196 0.500 1.75501 51.158
5(ASP) 9.228 5.219
6 -20.000 0.750 1.72916 54.674
7 53.460 0.250
8(ASP) 19.883 1.700 2.00170 19.324
9(ASP) 79.274 (d9)
STO INFINITY 0.800
11(ASP) 13.350 3.380 1.55332 71.685
12(ASP) -85.00 1.000
13 12.000 3.430 1.59201 67.023
14 -150.000 0.770 1.80518 25.456
15 14.476 2.600
16(ASP) -54.397 1.200 1.72903 54.041
17(ASP) -22.069 0.500
18 96.951 1.120 1.72916 54.674
19 -202.079 (d19)
20 259.721 0.700 1.72916 54.674
21 35.396 (d21)
22(ASP) 17.900 2.650 1.52470 56.460
23(ASP) 50.602 (d23)
24 INFINITY 0.300 1.51680 64.200
25 INFINITY 0.150
26 INFINITY 0.500 1.51680 64.200
27 INFINITY 1.000
IMG INFINITY
表25
在根据数值示例5的变焦镜头中，第二透镜组GR2的负透镜L21的两乙表面(第四表面和第五表面)、其正透镜L23的两个表面(第八表面和第九表面)、第三透镜组GR3的正透镜L31的两个表面(第十一表面和第十二表面)、其正透镜L34的两个表面(第十六表面和第十七表面)、第五透镜组GR5的正透镜L51的两个表面(第二十二表面和第二十三表面)为非球面。表26示出了这些表面的圆锥常数κ和第四级、第六级、第八级和第十级非球面系数A4、A6、A8和A10。
Si κ A4 A6 A8 A10
4 O.00000E+00 2.61659E-05 4.51425E-07 -4.91223E-09 1.10079E-11
5 5.27845E-01 -1.35553E-04 -1.81011E-07 1.27051E-08 -4.78410E-1O
8 O.00000E+00 -1.82519E-04 2.59145E-06 -1.01496E-07 1.72052E-09
9 0.00000E+00 -1.28611E-04 2.09350E-06 -1.01562E-07 1.62898E-09
11 O.00000E+00 -9.46873E-07 5.42585E-07 -4.04856E-09 O.00000E+00
12 O.00000E+00 5.19703E-05 5.69377E-07 -7.75606E-09 O.00000E+00
16 O.00000E+00 -1.65699E-04 7.59077E-06 -3.67694E-09 O.00000E+00
17 -1.00000E+01 -1.17997E-04 9.03391E-06 -6.61906E-09 9.51441E-10
22 -5.96821E-01 4.22180E-05 -7.98499E-07 1.44316E-08 -5.74748E-11
23 1.54855E+00 4.69605E-05 -1.97526E-06 3.15109E-08 -1.50527E-10
表26
表27示出了数值示例5中在广角端、在中间焦距、以及在望远端的焦距f、F值Fno、和半视场(FOv)ω。
广角端 中间焦距 望远端
f 9.58 19.82 41.00
Fno 1.87 2.26 3.00
ω 41.42 21.78 10.57
表27
在根据数值示例5的变焦镜头中，普通模式下在广角端和望远端之间的变焦中，第一透镜组GR1和第二透镜组GR2之间的间隔d3、第二透镜组GR2和第三透镜组GR3之间的间隔d9、正透镜L35和负透镜L41之间的间隔d19、第四透镜组GR4和第五透镜组GR5之间的间隔d21、以及第五透镜组GR5和滤波器SG之间的间隔d23变化，其中物体距离为无穷远。表28示出了在该情况下，在广角端，在中间焦距，以及在望远端处关于各个间隔的可变间隔。
Figure BDA0000383786130000361
表28
在根据数值示例5的变焦镜头中，普通模式下在广角端和望远端之间的变焦中，正透镜L35和负透镜L41之间的间隔d19、第四透镜组GR4和第五透镜组GR5之间的间隔d21、以及第五透镜组GR5和滤波器SG之间的间隔d23变化，其中物体距离为近。表29示出了在该情况下，在广角端，在中间焦距，以及在望远端处关于各个间隔的可变间隔。
Figure BDA0000383786130000362
表29
在根据数值示例5的变焦镜头中，微距模式下在广角端和望远端之间的变焦中，正透镜L35和负透镜L41之间的间隔d19、第四透镜组GR4和第五透镜组GR5之间的间隔d21、以及第五透镜组GR5和滤波器SG之间的间隔d23变化，其中物体距离为近。表30示出了在该情况下，在广角端，在中间焦距，以及在望远端处关于各个间隔的可变间隔。
Figure BDA0000383786130000371
表30
[条件式的总结]
表31示出了根据第八至第十二实施例的数值示例1至5中的值，其中移位透镜组是在普通模式与微距模式之间切换时移动（移位）的透镜组，且在附图中数值示例1至5中其角色通过调焦透镜组B管理。从值可明显地得出，条件式（a）至（b）得到满足。
表31
<应用示例>
<图像拍摄设备的构造>
图13是示出了图像拍摄设备100的示例的示图，根据本技术第一至第十二实施例中任一个的变焦镜头被应用到该图像拍摄设备。该图像拍摄设备100包括照相机模块110、照相机信号处理单元120、图像处理单元130、显示器单元140、读写器150、处理器160、操纵接收单元170、和透镜驱动控制单元180。
照相机模块110具有图像拍摄功能，并包括根据第一至第十二实施例中任一个的变焦镜头111和图像传感器112，该图像传感器将由变焦镜头111形成的光学图像转换为电信号。图像传感器112可采用光电转换器，例如CCD（电荷耦合器件）和CMOS（互补金属氧化物半导体）。这里变焦镜头111被简单地示为单个透镜，其表示根据第一至第十二实施例中任一个的透镜组。
照相机信号处理单元120执行信号处理，例如对拍摄的图像信号的模拟-数字转换。照相机信号处理单元120将来自图像处理器112的输出信号转换为数字信号。而且，照相机信号处理单元120执行多种信号处理，例如降低噪声、图像质量校正、转换为亮度-色度信号。
图像处理单元130执行图像信号的记录/回放处理。图像处理单元130执行基于预定图像数据格式的图像信号的压缩编码和解压解码，以及诸如分辨率的数据规格的转换。
显示器单元140显示拍摄的图像等。显示器单元140具有显示操纵接收单元170中的操纵状态和拍摄的图像等的多种数据的功能。显示器单元140例如可包括液晶显示器（LCD）。
读写器150执行对存储卡190的存取，该存取为图像信号的写入和读出。读写器150将由图像处理单元130编码的图像数据写入存储卡190，以及将记录在存储卡190中的图像数据读出。存储卡190例如为对于连接至读写器150的狭槽是可拆装的半导体存储器。
处理器160控制整个图像拍摄设备。处理器160用作控制设置在图像拍摄设备100中的个体线路块的控制处理单元，并基于来自操纵接收单元170的操纵指令信号控制个体线路块。
操纵接收单元170接收来自用户的操纵。例如可通过用于执行快门操作的快门释放按钮，用于选择操作模式的选择开关等来实现操纵接收单元170。例如，选择普通模式和微距模式中的任何一个的模式选择可通过操纵接收单元170接收。由操纵接收单元170接收的操纵指令信号被提供给处理器160。
透镜驱动控制单元180控制布置在照相机模块110中的透镜的驱动。透镜驱动控制单元180控制电动机等（未在图中示出），用于基于来自处理器160的控制信号来驱动变焦镜头111的透镜。
在准备用于图像拍摄时，在处理器160的控制下，图像拍摄设备100经由照相机信号处理单元120将由照相机模块110拍摄的图像信号输出至显示器单元140，并将其显示为照相机通过图像。而且，基于操纵接收单元170中接收用于变焦的操纵指令信号，处理器160将控制信号输出至透镜驱动控制单元180，那么变焦镜头111中的预定透镜基于透镜驱动控制单元180的控制而移动。
基于操纵接收单元170中接收快门操纵，则将拍摄的图像信号从照相机信号处理单元120输出至图像处理单元130，以经历压缩编码并转换为预定格式的数字信号。转换的数据被输出至读写器150，并被写入存储卡190中。
例如，在诸如半压快门释放按钮时，执行调焦，而全压快门释放按钮用于记录（图像拍摄）在操纵接收单元170中。在该情况下，透镜驱动控制单元180基于来自处理器160的控制信号移动变焦镜头111中的预定透镜。
当播放记录在存储卡190中的图像数据时，读写器150根据由操纵接收单元170接收的操纵将预定图像数据从存储卡190读出。然后，在由图像处理单元130解压解码之后，播放的图像信号被输出至显示器单元140，并且播放的图像被显示。
顺带提一下，在上述实施例中，示例性地假定数码静态相机为图像拍摄设备100，然而图像拍摄设备100不限于数码静态相机，而是可广泛应用于数字输入/输出设备，例如数字摄像机。
如上所述，根据本技术的实施例，改变两个透镜组之间的相对位置，或在它们之间改变管理调焦的角色，这能够在其他透镜位置不变的情况下执行普通模式与微距模式之间的切换。
本领域技术人员应理解，可根据设计要求和其他因素而出现各种修改、组合、子组合和替代形式，它们在所附的权利要求或其等同方式的范围内。
另外，本技术还可以按如下所述构造。
一种变焦镜头，其包括：
第一和第二透镜组，其在光学系统中沿光轴方向能够独立地移动，
其中，在最小调焦距离不同的两个模式之间切换之前和之后，管理调焦的透镜组在第一和第二透镜组之间变化，或者第一和第二透镜组之间的相对位置变化。
（2）根据（1）所述的变焦镜头，
其中，在两个模式中的最小调焦距离较短的模式中，通过以每个变焦位置令第一和第二透镜组中的任一个移位一定的量，调焦距离范围被改变到短距离侧。
（3）根据（1）或（2）所述的变焦镜头，
其中第一和第二透镜组中的至少一个在变焦中独立地移动。
（4）根据（1）至（3）所述的变焦镜头，
其中在调焦中第一和第二透镜组二者都移动，第一和第二透镜组的移动量彼此相关。
（5）根据（1）至（4）中任一个所述的变焦镜头，
其中，第一和第二透镜组相邻地布置在光学系统中最靠近像的一侧。
（6）根据（1）至（5）中任一个所述的变焦镜头，
其中第一和第二透镜组的每一个包括一个透镜。
（7）根据（1）至（6）中任一个所述的变焦镜头，
其中第一和第二透镜组中的至少一个包括一个塑料透镜。
（8）根据（1）至（7）中任一个所述的变焦镜头，进一步包括基本不具有透镜能力的透镜。
（9）一种变焦镜头，按从物侧起的顺序，包括：
第一变焦透镜组，具有正折射能力；
第二变焦透镜组，具有负折射能力；
第三变焦透镜组，具有正折射能力；和
第四变焦透镜组，具有正折射能力；
其中第三透镜组中设置在最靠近像的一侧上的负透镜和包括在第四变焦透镜组中的正透镜沿光轴方向能够独立地移动，且
其中，在最小调焦距离不同的两个模式之间切换之前和之后，管理调焦的透镜在负透镜和正透镜之间变化，或者该负透镜和该正透镜之间的相对位置变化。
（10）根据（1）至（9）中任一个所述的变焦镜头，进一步包括基本不具有透镜能力的透镜。
（11）一种变焦镜头，按从物侧起的顺序，包括：
第一变焦透镜组，具有正折射能力；
第二变焦透镜组，具有负折射能力；
第三变焦透镜组，具有正折射能力；
第四变焦透镜组，具有负折射能力；和
第五变焦透镜组，具有正折射能力，
其中包括在第四变焦透镜组中的负透镜和包括在第五变焦透镜组中的正透镜沿光轴方向能够独立地移动，且
其中，在最小调焦距离不同的两个模式之间切换之前和之后，管理调焦的透镜在负透镜和正透镜之间变化，或者该负透镜和该正透镜之间的相对位置变化。
（12）根据（1）至（11）中任一个所述的变焦镜头，进一步包括基本不具有透镜能力的透镜。
（13）一种图像拍摄设备，其包括：
变焦镜头，其包括第一和第二透镜组，其在光学系统中沿光轴方向能够独立地移动；和
图像传感器，其将通过变焦镜头形成的光学图像转换为电信号，
其中，在最小调焦距离不同的两个模式之间切换之前和之后，管理调焦的透镜组在第一和第二透镜组之间变化，或者第一和第二透镜组之间的相对位置变化。
（14）根据（13）所述的图像拍摄设备，进一步包括：
选择部件，其被构造以选择所述两个模式中的一个。
（15）根据（14）所述的图像拍摄设备，在变焦镜头中进一步包括基本不具有透镜能力的透镜。
本公开包含涉及2012年9月27日向日本专利局提出的日本在先专利申请JP2012-213326中公开的主题，通过引用将该在先专利申请的全部内容并入在此。

Claims (11)

1.一种变焦镜头，包括：
第一和第二透镜组，其能够在光学系统中沿光轴方向能够独立地移动，
其中，在最小调焦距离不同的两个模式间切换之前和之后，管理调焦的透镜组在所述第一和第二透镜组之间变化，或者所述第一和第二透镜组之间的相对位置变化。
2.根据权利要求1所述的变焦镜头，
其中，在所述两个模式中最小调焦距离较短的模式中，通过每一变焦位置令所述第一和第二透镜组中的任一个移位一定的量，调焦距离范围被改变到短距离侧。
3.根据权利要求1所述的变焦镜头，
其中所述第一和第二透镜组中的至少一个在变焦中独立地移动。
4.根据权利要求1所述的变焦镜头，
其中在调焦中所述第一和第二透镜组二者都移动，其中第一和第二透镜组的移动量彼此相关。
5.根据权利要求1所述的变焦镜头，
其中，所述第一和第二透镜组相邻地布置在光学系统中最靠近像的一侧。
6.根据权利要求1所述的变焦镜头，
其中所述第一和第二透镜组的每一个包括一个透镜。
7.根据权利要求1所述的变焦镜头，
其中所述第一和第二透镜组中的至少一个包括一个塑料透镜。
8.一种变焦镜头，按从物侧起的顺序，包括：
第一变焦透镜组，具有正折射能力；
第二变焦透镜组，具有负折射能力；
第三变焦透镜组，具有正折射能力；和
第四变焦透镜组，具有正折射能力；
其中第三透镜组中设置在最靠近像的一侧上的负透镜和包括在第四变焦透镜组中的正透镜沿光轴方向能够独立地移动，且
其中，在最小调焦距离不同的两个模式间切换之前和之后，管理调焦的透镜在所述负透镜和正透镜之间变化，或者该负透镜和该正透镜之间的相对位置变化。
9.一种变焦镜头，按从物侧起的顺序，包括：
第一变焦透镜组，具有正折射能力；
第二变焦透镜组，具有负折射能力；
第三变焦透镜组，具有正折射能力；
第四变焦透镜组，具有负折射能力；和
第五变焦透镜组，具有正折射能力，
其中包括在第四变焦透镜组中的负透镜和包括在第五变焦透镜组中的正透镜沿光轴方向能够独立地移动，且
其中，在最小调焦距离不同的两个模式间切换之前和之后，管理调焦的透镜在所述负透镜和正透镜之间变化，或者该负透镜和该正透镜之间的相对位置变化。
10.一种图像拍摄设备，包括：
变焦镜头，其包括在光学系统中沿光轴方向能够独立地移动的第一和第二透镜组；和
图像传感器，其将由所述变焦镜头形成的光学图像转换为电信号，
其中，在最小调焦距离不同的两个模式间切换之前和之后，管理调焦的透镜组在所述第一和第二透镜组之间变化，或者第一和第二透镜组之间的相对位置变化。
11.根据权利要求10所述的图像拍摄设备，进一步包括：
选择部件，其被构造以选择所述两个模式中的一个。
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