CN103869455B - 变焦镜头 - Google Patents

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Abstract

一种变焦镜头,自物侧依次包括正的第一透镜组、负的第二透镜组、正的第三透镜组以及正的后透镜组。在从广角位置变焦到望远位置期间,第一透镜组和第二透镜组之间的间距增大,第二透镜组和第三透镜组之间的间距减小。后透镜组包括正的第一子组、负的第二子组和正的第三子组,且通过朝着像面侧移动第二子组来进行聚焦。变焦镜头满足下述条件:0.2<frt/ft<1.8和0.2<|fb|/frt<1.0,其中,“frt”表示处于望远位置的后透镜组的焦距,“fb”表示第二子组的焦距,“ft”表示处于望远位置的变焦镜头的焦距。

Description

变焦镜头
技术领域
本发明的一个或多个实施方式涉及变焦镜头和使用变焦镜头的电子器件,更具体地,涉及用在例如摄影机、数码相机、配备有相机的移动电话、信息便携终端等中的变焦镜头。
背景技术
现有技术中,变焦镜头在最近位置上的聚焦方法(即,聚焦在最近位置处的物体上)包括(1)使用第一透镜组的聚焦方法,和(2)使用除第一透镜组之外的透镜组的聚焦方法。
使用聚焦方法(1)的变焦镜头具有简单的结构和相对简单的设计。然而,特别地,当变焦镜头的最前方透镜组为具有正屈折力和具有广角的透镜组时,聚焦方法(1)存在最前方透镜组的最前方透镜的直径增大的问题。
另一方面,作为聚焦方法(2)的示例,存在解决上述问题的方法。特别地,当变焦镜头的最前方透镜组为具有正屈折力的透镜组并使用具有负屈折力的第二透镜组进行聚焦时,可容易地解决上述问题,因而聚焦方法(2)适合于高放大倍率变焦镜头是广为所知的(例如,公开号为的日本未审专利公开No.05-142475、日本未审专利公开No.06-75167等)。
此外,作为使用聚焦方法(2)的变焦镜头的示例,已知的变焦镜头包括从物侧起依次设置的具有正屈折力的第一透镜组、具有负屈折力的第二透镜组、具有正屈折力的第三透镜组,且通过第三透镜组进行聚焦(例如,日本未审专利公开No.10—133109、日本未审专利公开No.10-133111、日本未审专利公开No.10-133112、日本未审专利公开No.11—295597等)。
此外,作为使用聚焦方法(2)的变焦镜头的示例,已知的变焦镜头包括从物侧起依次设置的具有正屈折力的第一透镜组、具有负屈折力的第二透镜组、具有正屈折力的第三透镜组,且通过朝着像面侧移动第三透镜组所包含的负透镜来进行聚焦(例如,日本未审专利公开No.2011—247962、日本未审专利公开No.2011—247963、日本未审专利公开No.2011-247964)。
然而,在具有正屈折力的透镜组处于具有负屈折力的第二透镜组之前的上述示例中,通过第二透镜组进行聚焦的聚焦方法具有下述问题。在具有正屈折力的透镜组处于具有负屈折力的第二透镜组之前的变焦镜头中,由于具有负屈折力的第二透镜组通常影响整个光学系统内的放大倍率,因而第二透镜组具有大量透镜且质量大。因而,难以控制第二透镜组精密地前后移动。特别地,第二透镜组不适合通过探测成像元件的模糊(blur)的自动聚焦。
另外,对于其中自物侧起依次设置具有正屈折力的第一透镜组、具有负屈折力的第二透镜组和具有正屈折力的第三透镜组、且通过第三透镜组进行聚焦的变焦镜头,其具有大量透镜,因而这种聚焦方法具有上述问题。
此外,对于其中自物侧起依次设置具有正屈折力的第一透镜组、具有负屈折力的第二透镜组和具有正屈折力的第三透镜组、且通过朝着像面侧移动第三透镜组所包含的负透镜来进行聚焦的变焦镜头,其仅具有两个放大透镜组,因而这种聚焦方法在高放大倍率方面存在着缺陷。为了获得高的放大倍率,会难以保持变焦镜头的令人满意的光学性能,或者光学系统的尺寸会增大。
发明内容
本发明的一个或多个实施方式包括一种变焦镜头,例如适于通过探测成像元件的模糊的登山式自动聚焦,其具有满意的光学性能、高变焦能力且确保足够的直射范围(point-blank range)。
其他方面部分地阐述在说明书下文中,部分地可由说明书显而易见地获得,或通过实践实施方式的教导而获得。
根据一个或多个实施方式,变焦镜头包括:具有正屈折力的第一透镜组、具有负屈折力的第二透镜组、具有正屈折力的第三透镜组、以及具有正屈折力的后透镜组。第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组以及后透镜组自物侧起依次设置。在从广角位置变焦到望远位置期间,第一透镜组和第二透镜组之间的间距增大,第二透镜组和第三透镜组之间的间距减小。后透镜组自物侧起依次包括具有正屈折力的第一子组、具有负屈折力的第二子组和具有正屈折力的第三子组,且通过朝着像面侧移动第二子组来进行在最近位置上的聚焦。变焦镜头满足下述条件:
0.2<frt/ft<1.8,和
0.2<|fb|/frt<1.0,
其中,“frt”表示处于望远位置的后透镜组的焦距,“fb”表示第二子组的焦距,“ft”表示处于望远位置的变焦镜头的焦距。
第一子组包括:其正屈折力朝着其周边部分减小的至少一个非球面、以及负透镜和正透镜彼此接合的粘合透镜。变焦镜头满足下述条件:
0.2<fa/frt<0.9,
其中,“fa”表示第一子组的焦距。
第三子组满足下述条件:
0.5<fc/frt<3.0,
其中“fc”表示第三子组的焦距。
从广角位置向望远位置变焦期间,后透镜组和设置在后透镜组的物侧的透镜组之间的间距可以减小。
根据一个或多个实施方式,变焦镜头包括:具有正屈折力的第一透镜组、具有负屈折力的第二透镜组、具有正屈折力的第三透镜组以及具有正屈折力的后透镜组。第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组以及后透镜组自物侧起依次设置。在从广角位置变焦到望远位置期间,第一透镜组和第二透镜组之间的间距增大,第二透镜组和第三透镜组之间的间距减小,第三透镜组和后透镜组之间的间距减小。后透镜组自物侧起依次包括具有正屈折力的第一子组、具有负屈折力的第二子组和具有正屈折力的第三子组,且通过朝着像面侧移动第二子组来进行在最近位置上的聚焦。变焦镜头满足下述条件:
0.2<frt/ft<1.8和
0.2<|fb|/frt<1.0,
其中,“frt”表示处于望远位置的后透镜组的焦距,“fb”表示第二子组的焦距,“ft”表示处于望远位置的变焦镜头的焦距。
变焦镜头可满足下述条件:
0.3<f1/ft<2.5,
0.05<|f2|/ft<0.5,和
0.1<f3/ft<1.0,
其中,“f1”、“f2”和“f3”分别表示第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组的焦距。
第一子组可以包括:其正屈折力朝着其周边部分减小的至少一个非球面,以及负透镜和正透镜彼此接合的粘合透镜。变焦镜头满足下述条件:
0.2<fa/frt<0.9,
其中,“fa”表示第一子组的焦距。
第三子组可以满足下述条件:
0.5<fc/frt<3.0,
其中“fc”表示第三子组的焦距。
根据一个或多个实施方式,变焦镜头包括:具有正屈折力的第一透镜组、具有负屈折力的第二透镜组、具有正屈折力的第三透镜组、具有负屈折力的第四透镜组、以及具有正屈折力的后透镜组。在从广角位置变焦到望远位置期间,第一透镜组和第二透镜组之间的间距增大,第二透镜组和第三透镜组之间的间距减小,第三透镜组和第四透镜组之间的间距增大,第四透镜组和后透镜组之间的间距减小。后透镜组自物侧起依次包括具有正屈折力的第一子组、具有负屈折力的第二子组和具有正屈折力的第三子组,且通过朝着像面侧移动第二子组来进行在最近位置上的聚焦。变焦镜头满足下述条件:
0.2<frt/ft<1.8和
0.2<|fb|/frt<1.0,
其中,“frt”表示处于望远位置的后透镜组的焦距,“fb”表示第二子组的焦距,“ft”表示处于望远位置的变焦镜头的焦距。
变焦镜头可满足下述条件:
0.3<f1/ft<2.5,
0.05<|f2|/ft<0.5,
0.1<f3/ft<1.0,和
0.2<|f4|/ft<2.5,
其中,“f1”、“f2”、“f3”和“f4”分别表示第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组的焦距。
第一子组可以包括:其正屈折力朝着其周边部分减小的至少一个非球面,以及负透镜和正透镜彼此接合的粘合透镜。变焦镜头满足下述条件:
0.2<fa/frt<0.9,
其中,“fa”表示第一子组的焦距。
第三子组可以满足下述条件:
0.5<fc/frt<3.0,
其中“fc”表示第三子组的焦距。
根据一个或多个实施方式,电子器件包括上述变焦镜头中的任何一个、以及接收由变焦镜头形成的光学图像并将光学图像转换为电图像信号的成像装置。
根据一个或多个实施方式,电子器件包括:使用任一上述变焦镜头的可互换镜头;主体部分,可互换镜头可拆卸地安装至该主体部分;以及设置在主体部分内、接收由变焦镜头形成的光学图像并将光学图像转换为电图像信号的成像装置。
附图说明
通过以下结合附图对实施方式的描述,这些和/或其他方面将变得明显且更容易理解,在附图中:
图1是示出根据本公开实施方式的变焦镜头处于广角位置、中间位置及望远位置的光学布置的视图;
图2是示出当物距为无穷大时,处于广角位置的图1的变焦镜头的纵向球差、像散和畸变的像差图;
图3是示出当物距为0.3m时,处于广角位置的图1的变焦镜头的纵向球差、像散和畸变的像差图;
图4是示出当物距为无穷大时,处于中间位置的图1的变焦镜头的纵向球差、像散和畸变的像差图;
图5是示出当物距为0.3m时,处于中间位置的图1的变焦镜头的纵向球差、像散和畸变的像差图;
图6是示出当物距为无穷大时,处于望远位置的图1的变焦镜头的纵向球差、像散和畸变的像差图;
图7是示出当物距为0.3m时,处于望远位置的图1的变焦镜头的纵向球差、像散和畸变的像差图;
图8示出根据本公开另一实施方式的变焦镜头处于广角位置、中间位置及望远位置的光学布置的视图;
图9是示出当物距为无穷大时,处于广角位置的图8的变焦镜头的纵向球差、像散和畸变的像差图;
图10是示出当物距为0.3m时,处于广角位置的图8的变焦镜头的纵向球差、像散和畸变的像差图;
图11是示出当物距为无穷大时,处于中间位置的图8的变焦镜头的纵向球差、像散和畸变的像差图;
图12是示出当物距为0.3m时,处于中间位置的图8的变焦镜头的纵向球差、像散和畸变的像差图;
图13是示出当物距为无穷大时,处于望远位置的图8的变焦镜头的纵向球差、像散和畸变的像差图;
图14是示出当物距为0.3m时,处于望远位置的图8的变焦镜头的纵向球差、像散和畸变的像差图;
图15示出根据本公开又一实施方式的变焦镜头处于广角位置、中间位置及望远位置的光学布置的视图;
图16是示出当物距为无穷大时,处于广角位置的图15的变焦镜头的纵向球差、像散和畸变的像差图;
图17是示出当物距为0.38m时,处于广角位置的图15的变焦镜头的纵向球差、像散和畸变的像差图;
图18是示出当物距为无穷大时,处于中间位置的图15的变焦镜头的纵向球差、像散和畸变的像差图;
图19是示出当物距为0.38m时,处于中间位置的图15的变焦镜头的纵向球差、像散和畸变的像差图;
图20是示出当物距为无穷大时,处于望远位置的图15的变焦镜头的纵向球差、像散和畸变的像差图;
图21是示出当物距为0.38m时,处于望远位置的图15的变焦镜头的纵向球差、像散和畸变的像差图;
图22是示出使用根据本公开的多个实施方式的变焦镜头作为可互换镜头的照相机的示意图。
具体实施方式
下文中,将通过参考附图说明示范性实施方式而详细地描述本发明的各种实施方式。附图中相同的附图标记表示相同的元件。附图中,为清晰起见,各层和区域的厚度被放大。当诸如“至少一个”的表述在一组元件之前时,其修饰整组元件,而不是修饰这组元件中的单个元件。
图1、8和15是分别示出根据本公开实施方式的变焦镜头的光学布置的视图。
参见图1、8和15,变焦镜头包括具有正屈折力的第一透镜组G1、具有负屈折力的第二透镜组G2、具有正屈折力的第三透镜组G3以及具有正屈折力的后透镜组R。透镜组自物方OBJ侧起依次设置。
在从广角位置向望远位置变焦期间,第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的间距增大,第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的间距减小。
后透镜组R包括自物方OBJ侧起依次设置的具有正屈折力的第一子组Ra、具有负屈折力的第二子组Rb、以及具有正屈折力的第三子组Rc。后透镜组R通过朝着像面IMG移动第二子组Rb进行近距离内的聚焦。
根据该配置,由于入射在具有负屈折力的第二子组Rb(即,聚焦透镜组)上的光通量集中在具有正屈折力的第一子组Ra上,因而可容易地减少第二子组Rb(即,聚焦透镜组)的尺寸和重量。
另外,具有正屈折力的第一子组Ra和具有正屈折力的第三子组Rc分别设置在第二子组Rb(即,聚焦透镜组)的物方OBJ侧和像面IMG侧,因而可以增大设定具有负屈折力的第二子组Rb的横向放大倍率的自由度,从而利于控制第二子组Rb的聚焦灵敏度。
此外,在根据实施方式的变焦镜头中,具有正屈折力的后透镜组R独立于具有正屈折力的第一透镜组G1、具有负屈折力的第二透镜组G2和具有正屈折力的第三透镜组G3设置,因而可容易地确保变焦镜头的放大率。
另外,在从广角位置向望远位置变焦期间,优选地,缩短后透镜组R与位于后透镜组R的物方OBJ侧的透镜组之间的间距。这种情况下,可容易地确保放大率。
根据图1和8的实施方式的变焦镜头可进一步包括位于第三透镜组G3与后透镜组R之间的具有负屈折力的第四透镜组G4。
这种情况下,在从广角位置向望远位置变焦期间,第一透镜组G1与第二透镜组G2之间的间距增大,第二透镜组G2与第三透镜组G3之间的间距减小,第三透镜组G3与第四透镜组G4之间的间距增大,第四透镜组G4与后透镜组R之间的间距减小。基于这种配置,可容易地确保放大率和满意的光学性能。
根据实施方式的变焦镜头可满足下述条件。
0.2<frt/ft<1.8 (1)
0.2<|fb|/frt<1.0 (2)
这里,“frt”表示处于望远位置的后透镜组R的焦距,“fb”表示第二子组Rb的焦距,“ft”表示处于望远位置的变焦镜头的焦距。
条件(1)涉及具有正屈折力的后透镜组R的焦距。当变焦镜头的frt/ft超过条件(1)的上限时,可能无法确保放大率。当变焦镜头的frt/ft小于条件(1)的下限时,根据变焦的球差显著地波动。
条件(2)涉及具有负屈折力的第二子组Rb的焦距。当变焦镜头的|fb|/frt超过条件(2)的上限时,在望远位置聚焦时第二子组Rb的移动过度增大。当变焦镜头的|fb|/frt小于条件(2)的下限时,特别难以抑制由于在望远位置的聚焦而导致的球差的波动。条件(1)和(2)可建立如下。
0.4<frt/ft<1.6 (1a)
0.4<|fb|/frt<0.8 (2a)
具有正屈折力的第一子组Ra可具有其正屈折力朝着其周边部分减小的至少一个非球面。另外,第一子组Ra可包括其中负透镜和正透镜彼此相接合的粘合透镜。
在第一子组Ra中使用其正屈折力朝着其周边部分减小的非球面,从而可满意地校正发生于第二子组Rb(即,聚焦透镜组)的物方OBJ侧的球差,特别是在望远位置。因而,当在最近的位置聚焦时,容易抑制球差的波动。另外,变焦镜头包括其中负透镜和正透镜彼此相接合的粘合透镜,从而可容易地校正位于第二子组Rb(即,聚焦透镜组)的物方OBJ侧的轴向色差,特别是在望远位置。因此,容易地抑制由于在近距离内聚焦导致的轴向色差的波动。另外,基于这种配置,可以容易地校正在广角位置的负畸变,且可以容易地校正在广角位置的倍率色差。
另外,根据实施方式的变焦镜头可满足下述条件。
0.2<fa/frt<0.9 (3)
这里,“fa”表示第一子组Ra的焦距。
条件(3)涉及第一子组Ra的焦距。当变焦镜头的fa/frt超过条件(3)的上限时,会难以减少第二子组Rb(即,聚焦透镜组)的尺寸。当变焦镜头的fa/frt小于条件(3)的下限时,特别难以校正望远位置的球差和广角位置的负畸变。
条件(3)的数值范围可建立如下。
0.4<fa/frt<0.7 (3a)
另外,根据实施方式的变焦镜头可满足下述条件。
0.5<fc/frt<3.0 (4)
这里,“fc”表示第三子组Rc的焦距。
条件(4)涉及第三子组Rc的焦距。当变焦镜头的fc/frt超过条件(4)的上限时,在广角位置可能不能确保后焦距。当变焦镜头的fc/frt小于条件(4)的下限时,特别难以校正广角位置的负畸变。
条件(4)的数值范围可建立如下。
0.8<fc/frt<2.5 (4a)
第三子组Rc可具有其正屈折力朝着其周边部分减小的至少一个非球面。另外,第三子组Rc可包括其中负透镜和正透镜相接合的粘合透镜。
另外,根据实施方式的变焦镜头可满足下述条件。
0.3<f1/ft<2.5 (5)
0.05<|f2|/ft<0.5 (6)
0.1<f3/ft<1.0 (7)
这里,“f1”、“f2”和“f3”分别表示第一透镜组G1、第二透镜组G2和第三透镜组G3的焦距,且“ft”表示处于望远位置的变焦镜头的焦距。
条件(5)涉及具有正屈折力的第一透镜组G1的焦距。当变焦镜头的f1/ft在小于条件(5)的上限的范围内时,可容易地减小总光学长度。当变焦镜头的f1/ft在大于条件(5)的下限的范围内时,可容易地校正望远位置的球差。
条件(6)涉及具有负屈折力的第二透镜组G2的焦距。当变焦镜头的|f2|/ft在小于条件(6)的上限的范围内时,可容易地确保放大率。当变焦镜头的|f2|/ft在大于条件(6)的下限的范围内时,可容易地校正广角位置的畸变。
条件(7)涉及具有正屈折力的第三透镜组G3的焦距。当变焦镜头的f3/ft在小于条件(7)的上限的范围内时,可容易地确保放大率。当变焦镜头的f3/ft在大于条件(7)的下限的范围内时,可容易地校正望远位置的球差。
条件(5)、(6)和(7)的数值范围可建立如下。
0.35<f1/ft<2.0 (5a)
0.05<|f2|/ft<0.35 (6a)
0.1<f3/ft<0.6 (7a)
另外,根据实施方式的变焦镜头可满足下述条件。
0.2<|f4|/ft<2.5 (8)
这里,“f4”表示第四透镜组G4的焦距。
条件(8)涉及第四透镜组G4的焦距。当变焦镜头的|f4|/ft在小于条件(8)的上限的范围内时,可容易地确保放大率。当变焦镜头的|f4|/ft在大于条件(8)的下限的范围内时,可容易地校正在中间位置的离轴光通量中的上部光通量的光斑(flare)。
条件(8)的数值范围可建立如下。
0.25<|f4|/ft<2.0 (8a)
根据实施方式的变焦镜头可包括防抖机构,以补偿由施加至摄影系统的不期望的震动所引起的图像模糊。除了第一透镜组G1之外的任意透镜组可在垂直于光轴的方向上移动,以防止震动的发生。
例如,在图15示出的实施方式中,第二透镜组G2内包含的粘合透镜可在垂直于光轴的方向上移动,以防止震动的产生。可选地,在图1和8示出的实施方式中,第四透镜组G4在物方OBJ侧的两个透镜可在垂直于光轴的方向上移动,以防止震动的产生。
下文,将描述根据实施方式的变焦镜头的具体透镜数据。
表1示出了满足条件(1)-(8)的图1、8和15示出的实施方式。
[表1]
图1的实施方式 图8的实施方式 图15的实施方式
(1)frt/ft 1.432 1.249 0.601
(2)|fb|/frt 0.548 0.620 0.658
(3)fa/frt 0.533 0.551 0.541
(4)fc/frt 1.187 1.457 1.965
(5)f1/ft 1.952 1.833 1.052
(6)|f2|/ft 0.322 0.285 0.160
(7)f3/ft 0.562 0.494 0.542
(8)|f4|/ft 1.875 1.292 -
在每个实施方式中,表面序号i表示自物方OBJ侧朝着像面IMG侧的光学表面的顺序。
对于表面序号i,“R”表示第i个光学表面的曲率半径,“D”表示第i个光学表面和第i+1个光学表面之间的表面间距,且“nd”和“vd”分别表示第i个光学器件材料相对于d线的折射率和阿贝数。
长度的单位是mm。
表面序号之前的标记“*”表示该表面为非球面表面。
在每个实施方式中,透镜非球面表面的形状由下述等式表示:
这里,当光轴方向为x轴时,垂直于光轴的方向是y轴,光束行进的方向是正向,“x”表示透镜顶点在光轴(x轴)方向上的距离,“h”表示在垂直于光轴的方向(y轴)上的距离,“K”表示圆锥常数,“A4”、“A6”、“A8”和“A10”表示非球面系数,“c”表示透镜顶点处的曲率半径的倒数(1/R)。
另外,非球面表面数据中的“E-Z”标记表示“10-Z”。
(图1的实施方式)
表2示出了图1示出的实施方式的透镜表面数据。
[表2]
表3示出了关于图1示出的实施方式中的变焦期间的可变距离的数据。
[表3]
表4示出图1示出的实施方式中的非球面系数。
[表4]
表面# R K A4 A6 A8 A10
*6 100.3003 0.0 1.4457E-05 —2.6643E-08 0.0 0.0
*15 42.2909 0.0 -1.6141E-05 —3.0208E-08 0.0 0.0
*26 39.9239 0.0 —3.6495E-05 —2.4544E-08 9.5727E-11 0.0
*34 —59.6498 0.0 —3.3573E-06 —2.3728E-08 5.6692E-11 0.0
图1示出了根据本发明的实施方式,处于广角位置、中间位置和望远位置的变焦镜头的光学布置的视图。
变焦镜头包括自物方OBJ侧起依次设置的具有正屈折力的第一透镜组G1、具有负屈折力的第二透镜组G2、具有正屈折力的第三透镜组G3、具有负屈折力的第四透镜组G4,以及具有正屈折力的后透镜组R。诸如低通滤波器LPF的光学滤波器设置在后透镜组R和像面IMG之间。
第一透镜组G1包括其中具有朝着物方OBJ侧凸出的表面的凹凸透镜L101与具有朝着物方OBJ侧凸出的表面的透镜L102接合在一起的粘合透镜,和具有朝着物方OBJ侧凸出的表面的凹凸透镜L103,其中凹凸透镜L101、双凸透镜L102和凹凸透镜L103自物方OBJ侧起依次设置。
第二透镜组G2包括具有朝着物侧凸出的表面的凹凸透镜L104、双凹透镜L105、双凸透镜L106以及具有朝着像面IMG凸出的表面的凹凸透镜L107,其中凹凸透镜L104、双凹透镜L105、双凸透镜L106以及凹凸透镜L107自物方OBJ侧起依次设置。
孔径光阑SP设置在第三透镜组G3的物方OBJ侧。
第三透镜组G3包括其中双凸透镜L108与具有朝着像面IMG凸出的表面的凹凸透镜L109彼此接合的粘合透镜,以及双凸透镜L110,其中双凸透镜L108、凹凸透镜L109和双凸透镜L110自物方OBJ侧起依次设置。
第四透镜组G4包括双凹透镜L111、具有朝着物方OBJ侧凸出的表面的凹凸透镜L112以及具有朝着物方OBJ侧凸出的表面的凹凸透镜L113。
另外,后透镜组R包括具有正屈折力的第一子组Ra、具有负屈折力的第二子组Rb、和具有正屈折力的第三子组Rc,其中第一子组Ra、第二子组Rb和第三子组Rc自物方OBJ侧起依次设置。
第一子组Ra包括具有朝着物方OBJ侧凸出的表面的凹凸透镜L114,以及双凸透镜L115。具有负屈折力的第二子组Rb包括其中双凸透镜L116与双凹透镜L117彼此接合的粘合透镜。具有正屈折力的第三子组Rc包括其中双凸透镜L118与具有朝着像面IMG侧凸出的表面的凹凸透镜L119彼此接合的粘合透镜。
在从广角位置向望远位置变焦期间,具有正屈折力的第一透镜组G1与具有负屈折力的第二透镜组G2之间的间距增大,具有负屈折力的第二透镜组G2与具有正屈折力的第三透镜组G3之间的间距减小,具有正屈折力的第三透镜组G3与具有负屈折力的第四透镜组G4之间的间距增大,具有负屈折力的第四透镜组G4与具有正屈折力的后透镜组R之间的间距减小。
另外,在最近位置上聚焦时,通过朝着像面IMG侧移动第二子组Rb来进行聚焦。
下表5示出了当物距为0.3m时,聚焦期间第二子组Rb的移动。
[表5]
f=16.5 f=30.0 f=48.5
0.849 2.014 4.193
图2-7是图1示出的实施方式中变焦镜头的像差图。
每个像差图自左侧起依次示出了球差、像散和畸变,且示出了物距为无穷大或0.3m时的情况。此外,像散示出了弧矢像点和子午像点与近轴像面的偏离S和T。
从这些像差图中可以看出,以一种均衡的方式校正了从广角位置到望远位置的色差。
(图8的实施方式)
表6示出了图8示出的实施方式的透镜表面数据。
[表6]
表7示出了关于图8示出的实施方式中的变焦期间的可变距离的数据。
[表7]
f=16.5 f=30.0 f=48.5
D1 1.20 13.66 27.34
D2 16.46 5.85 1.55
D3 0.50 3.27 4.23
D4 5.05 2.28 1.31
D5 1.73 2.10 1.52
D6 6.45 6.08 6.66
D7 18.21 26.57 33.52
表8示出图8示出的实施方式中的非球面系数。
[表8]
表面# R K A4 A6 A8 A10
*6 66.0743 0.0 1.5544E—05 —3.5613E—08 0.0 0.0
*18 40.3169 0.0 -2.0639E—05 —9.4724E—09 0.0 0.0
*26 30.8317 0.0 -3.1874E-05 -3.7854E—09 7.1642E-11 0.0
*33 —271.4531 0.0 -2.1129E—07 -3.1543E—08 1.1934E-10 0.0
图8示出了根据本发明另一实施方式的变焦镜头处于广角位置、中间位置和望远位置的光学布置的视图。
变焦镜头包括自物方OBJ侧起依次设置的具有正屈折力的第一透镜组G1、具有负屈折力的第二透镜组G2、具有正屈折力的第三透镜组G3、具有负屈折力的第四透镜组G4,以及具有正屈折力的后透镜组R。
该实施方式的透镜配置基本上与图1示出的实施方式相同,因而使用百位数(第三位数)被“2”替换的附图标记来标识相应于图1示出的实施方式的透镜的该实施方式中的透镜。
在该实施方式的变焦镜头中,后透镜组R的第二子组Rb包括具有朝着物方OBJ凸出的表面的一个凹凸透镜L217,而没有相应于图1示出的实施方式的透镜L116的透镜。
在最近位置上聚焦时,通过朝着像面IMG侧移动第二子组Rb来进行聚焦。
表9示出了当物距为0.3m时,在聚焦期间第二子组Rb的移动。
[表9]
f=16.5 f=30.0 f=48.5
0.795 1.994 4.079
图9—14是图8示出的实施方式中变焦镜头的像差图。
从这些像差图中可以看出,以一种均衡的方式校正了从广角位置到望远位置的色差。
(图15的实施方式)
表10示出了图15示出的实施方式的透镜表面数据。
[表10]
表11示出了关于图15示出的实施方式中的变焦时的可变距离的数据。
[表11]
表12示出图15示出的实施方式中的非球面系数。
[表12]
图15示出了根据本发明另一实施方式的变焦镜头处于广角位置、中间位置和望远位置的光学布置视图。
根据图15示出的实施方式的变焦镜头包括自物方OBJ侧起依次设置的具有正屈折力的第一透镜组G1、具有负屈折力的第二透镜组G2、具有正屈折力的第三透镜组G3、以及具有正屈折力的后透镜组R。诸如低通滤波器LPF的光学滤波器设置在后透镜组R和像面IMG之间。
第一透镜组G1包括透镜L301、L302和L303,基本上与图1和8示出的实施方式中的第一透镜组G1相同。
第二透镜组G2包括具有朝着物侧凸出的表面的凹凸透镜L304、双凹透镜L305、双凸透镜L306、双凹透镜L307与双凸透镜L308彼此接合的粘合透镜、以及具有朝着像面IMG侧凸出的表面的凹凸透镜L309,其中凹凸透镜L304、双凹透镜L305、双凸透镜L306、双凹透镜L307、双凸透镜L308以及凹凸透镜L309自物方OBJ侧起依次设置。
孔径光阑SP设置在第三透镜组G3的物方OBJ侧。
第三透镜组G3包括其中双凸透镜L310与具有朝着第三透镜组G3的像面IMG侧凸出的表面的凹凸透镜L311彼此接合的粘合透镜,其中双凸透镜L310和凹凸透镜L311自物方OBJ侧起依次设置。
后透镜组R包括具有正屈折力的第一子组Ra、具有负屈折力的第二子组Rb、具有正屈折力的第三子组Rc,其中第一子组Ra、第二子组Rb和第三子组Rc自物方OBJ侧起依次设置。
第一子组Ra包括其中具有朝着物方OBJ凸出的表面的凹凸透镜L312与双凸透镜L313彼此接合的粘合透镜。具有负屈折力的第二子组Rb包括其中具有朝着像面IMG侧凸出的表面的凹凸透镜L314与双凹透镜L315彼此接合的粘合透镜。具有正屈折力的第三子组Rc包括其中具有朝着物方OBJ侧凸出的表面的凹凸透镜L316与双凸透镜L317彼此接合的粘合透镜,以及具有朝着物方OBJ侧凸出的表面的凹凸透镜L318。
在从广角位置向望远位置变焦时,具有正屈折力的第一透镜组G1与具有负屈折力的第二透镜组G2之间的间距增大,具有负屈折力的第二透镜组G2与具有正屈折力的第三透镜组G3之间的间距减小,正的第三透镜组G3与正的后透镜组R之间的间距减小。
通过朝着像面IMG移动第二子组Rb来进行在最近位置的聚焦。
表13示出了当物距为0.3m时,聚焦期间第二子组Rb的移动。
[表13]
f=16.5 f=30.0 f=48.5
0.404 1.047 3.589
图16-21是图15示出的实施方式中变焦镜头的像差图。
从这些像差图中可以看出,以一种均衡的方式校正了从广角位置到望远位置的色差。
此外,变焦镜头包括广角区域。变焦镜头还具有约为三倍至五倍的放大率,且确保了满意的光学性能和足够的直射范围(point-blank range)。
此外,通过在作为聚焦透镜组的后透镜组中设置一些具有负屈折力的透镜组,能够减小聚焦透镜组的尺寸,且能够快速地进行在近距离内的聚焦。
根据实施方式的变焦镜头以及接收由变焦镜头形成的光学图像并将光学图像转换为电图像信号的成像元件可以使用在各种类型的电子器件中。
图22是示出采用根据本公开实施方式的变焦镜头作为可互换镜头901的照相机的示意图。
根据实施方式的任一变焦镜头都可用作可互换镜头901。
可互换镜头901可拆卸地安装在主体部分902上。
诸如电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)成像装置的固态成像装置903设置在主体部分902内,以捕获通过可互换镜头901形成的图像。此外,可以使用银盐胶片(silver salt film)取代固态成像装置903。
本文引用的所有参考文献,包括出版物、专利申请和专利,均以引用的方式合并于此,如同每份参考文献被单独且专门地指示为以引用的方式被合并,且如同本文陈述了其全文。
为了促进对本发明的原理的理解,参考了附图示出的实施方式,且使用特定语言描述了这些实施方式。但这些特定语言并不旨在限制本发明的范围,本发明应当被解释为包含对本领域技术人员而言是常规的所有实施方式。本文使用的术语是为了描述具体实施方式,并不只在限制本发明的示例实施方式。在实施方式的描述中,当某些对现有技术的详细解释被认为是不必要地模糊了本发明的本质时,将其省略。
本文使用的任何和所有示例或示例性语言(例如,“诸如”)仅用于更好地阐释本发明,而不旨在限制本发明的范围,除非另有说明。在不背离权利要求定义的本发明的精神和范围的情况下,多种修改和改变对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,本发明的范围不是由本发明的具体实施方式定义的,而是由权利要求定义的,包含在该范围内的所有差异均被解释为包含在本发明中。
实践本发明时,没有哪一项或组件是必须的,除非该元件被特定地描述为“必须的”或“关键的”。本文使用的术语“包含”、“包括”、以及“具有”应被理解为是本领域的开放式术语。描述本发明的内容中(特别是权利要求的内容中)使用的术语“一”及类似对象应被解释为覆盖单数和复数,除非有明确的相反指示。此外,可以理解,虽然本文使用了“第一”、“第二”等来描述各个元件,但这些元件不应受这些术语限制,仅是用于区分各个元件。此外,本文列举的数值范围仅旨在用作单独引用落入该范围内的每一单独的值的简略方法,除非文中有相反的指示,否则每一单独的值均被合并入本说明书,如同其单独地记载在本文中一样。
虽然参考本发明的示例性实施方式具体示出并描述了本发明,但本领域技术人员可以理解,在不背离由权利要求定义的本发明的精神和范围的情况下,可对这些实施方式进行形式和细节的多种改变。
本申请要求2012年12月7日在日本专利局提交的日本专利申请No.2012-268802以及2013年6月3日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2013—0063697的优先权,上述专利申请的全文以引用的方式合并于此。

Claims (8)

1.一种变焦镜头,包括:
具有正屈折力的第一透镜组;
具有负屈折力的第二透镜组;
具有正屈折力的第三透镜组;
具有正屈折力的后透镜组,以及
具有负屈折力的第四透镜组,在所述第三透镜组和后透镜组之间,
其中,所述第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组以及后透镜组自物侧起依次设置,
其中,在从广角位置变焦到望远位置期间,所述第一透镜组和所述第二透镜组之间的间距增大,所述第二透镜组和所述第三透镜组之间的间距减小,
其中,所述后透镜组自物侧起依次包括具有正屈折力的第一子组、具有负屈折力的第二子组、和具有正屈折力的第三子组,通过朝着像面侧移动所述第二子组来进行在最近位置上的聚焦,以及
其中,所述变焦镜头满足下述条件:
0.2<frt/ft<1.8,和
0.2<︱fb︱/frt<1.0,
其中,“frt”表示处于望远位置的后透镜组的焦距,“fb”表示第二子组的焦距,“ft”表示处于望远位置的变焦镜头的焦距。
2.根据权利要求1的变焦镜头,其中所述变焦镜头满足下述条件:
0.2<︱f4︱/ft<2.5,
其中,“f4”表示所述第四透镜组的焦距。
3.根据权利要求1和2中任一项的变焦镜头,
其中所述第一子组包括:
其正屈折力朝着其周边部分减小的至少一个非球面,以及
负透镜和正透镜彼此接合的粘合透镜,
其中所述变焦镜头进一步满足下述条件:
0.2<fa/frt<0.9,
其中“fa”表示第一子组的焦距。
4.根据权利要求1和2中任一项的变焦镜头,其中所述第三子组满足下述条件:
0.5<fc/frt<3.0,
其中“fc”表示第三子组的焦距。
5.根据权利要求1和2中任一项的变焦镜头,其中从广角位置向望远位置变焦期间,所述后透镜组和设置在后透镜组的物侧的透镜组之间的间距减小。
6.根据权利要求1和2中任一项的变焦镜头,其中所述变焦镜头满足下述条件:
0.3<f1/ft<2.5,
0.05<︱f2︱/ft<0.5,和
0.1<f3/ft<1.0,
其中“f1”、“f2”和“f3”分别表示所述第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组的焦距。
7.一种电子器件,包括:
根据权利要求1和2中任一项的变焦镜头;以及
接收由所述变焦镜头形成的光学图像并将所述光学图像转换为电图像信号的成像装置。
8.根据权利要求7的电子器件,其中:
使用所述变焦镜头作为可互换镜头,以及
所述可互换镜头可拆卸地安装到其中设置有所述成像装置的主体。
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CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20170922

Termination date: 20211209

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