CN103913827B - 变焦镜头和具有该变焦镜头的摄影装置 - Google Patents

变焦镜头和具有该变焦镜头的摄影装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供变焦镜头及包括该变焦镜头的摄像装置。该变焦镜头包括：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和具有正屈光力的第四透镜组，所有的透镜组从物侧到像侧顺序地布置。第二透镜组可以包括第一负透镜、第二负透镜和第一正透镜。第二透镜组还可以满足5.6≤|fG2n2/fw|≤10.0，其中fG2n2是其中的第二负透镜的焦距，fw是变焦镜头在广角位置的全焦距。

Description

变焦镜头和具有该变焦镜头的摄影装置
技术领域
本发明的多个实施方式涉及具有高变焦比的便宜变焦镜头及具有该变焦镜头的摄影装置。
背景技术
在利用固态成像器件的摄像装置中，诸如数字照相机、可互换镜头系统或摄像机（video camera），使用者需要该成像器件具有高分辨率和高放大倍率。此外，现在，消费者对摄影装置有了更多的经验，并且采用固态成像器件诸如电荷耦合器件（CCD）或互补金属-氧化物-半导体（CMOS）成像器件的摄像机或数字照相机不断发展以迎合对于小型、高放大倍率的变焦镜头的光学系统日益增加的需要。
为了提供具有高变焦比的小型变焦镜头，每个透镜组的屈光力需要在最小化透镜组中的透镜数目的同时增加。然而，具有上述结构的变焦镜头容易在缩放时遭受像差变化，并且可能难以在整个缩放范围内获得高光学性能。为了产生具有高变焦比的小型变焦镜头，可以使用多个玻璃非球面透镜，或可以开发具有高折射率的透镜材料。然而，多个玻璃非球面透镜的使用会增加制造成本，因此使得难以实现便宜的变焦镜头。
发明内容
本发明的多个实施方式提供具有高变焦比的便宜的变焦镜头。
本发明的多个实施方式还提供了包括具有高变焦比的便宜的变焦镜头的摄影装置。
根据一实施方式，一种变焦镜头包括：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和具有正屈光力的第四透镜组，所有的透镜组从物侧到像侧顺序地布置。第二透镜组包括第一负透镜、第二负透镜和第一正透镜，满足5.6≤|fG2n2/fw|≤10.0，其中fG2n2是其中的第二负透镜的焦距，fw是变焦镜头在广角位置的全焦距。
第二透镜组中的第二负透镜可以由塑料制成。
变焦镜头还可以满足1.5≤|fG2_n2|/√(fw*ft)≤3.0，其中ft是变焦镜头在远距离照相位置处的全焦距。
变焦镜头还可以满足0.65<|fG2n/fG2|<0.85，其中fG2n是第二透镜组中的第一和第二负透镜的有效焦距，fG2是第二透镜组的全焦距。
在从广角位置缩放到远距照相位置时，在第二和第三透镜组之间的距离可以减小的同时，第一和第二透镜组之间的距离以及第三和第四透镜组之间的距离可以增大。
第一透镜组可以包括第三负透镜和第二正透镜。
第一透镜组中的第三负透镜可以具有朝向所述物侧凸出的弯月面形状。
第一透镜组中的第三负透镜和第二正透镜可以被胶合在一起以形成双合透镜。
第三透镜组可以包括第三正透镜和第四正透镜以及第四负透镜，第三正透镜和第四正透镜的每个具有双凸形形状。
第三透镜组中的第四正透镜和第四负透镜可以被胶合在一起以形成双合透镜。
第三正透镜和第四正透镜的至少一个可以具有至少一个非球表面。
第四透镜组可以包括一个第五正透镜。
第五正透镜可以由塑料制成。
第四透镜组可以执行聚焦。
根据另一实施方式，一种摄影装置包括变焦镜头和用于接收通过变焦镜头形成的图像的成像器件。该变焦镜头包括：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和具有正屈光力的第四透镜组，所有的透镜组从物侧到像侧顺序地布置。第二透镜组包括第一负透镜、第二负透镜和第一正透镜，满足5.6≤|fG2n2/fw|≤10.0，其中fG2n2是其中的第二负透镜的焦距，fw是变焦镜头在广角位置的全焦距。
附图说明
通过参考附图详细描述本发明的示例性实施方式，本发明的多个实施方式的以上和其它特征和优点将变得更明显，在图中：
图1是示出根据一实施方式的变焦镜头的图示；
图2是示出图1的变焦镜头在广角位置处的像差的图示；
图3是示出图1的变焦镜头在远距照相位置处的像差的图示；
图4是示出根据另一实施方式的变焦镜头的图示；
图5是示出图4的变焦镜头在广角位置处的像差的图示；
图6是示出图4的变焦镜头在远距照相位置处的像差的图示；
图7是示出根据另一实施方式的变焦镜头的图示；
图8是示出图7的变焦镜头在广角位置处的像差的图示；
图9是示出图7的变焦镜头在远距照相位置处的像差的图示；
图10是示出根据另一实施方式的变焦镜头的图示；
图11是示出图10的变焦镜头在广角位置处的像差的图示；
图12是示出图10的变焦镜头在远距照相位置处的像差的图示；
图13是示出根据另一实施方式的变焦镜头的图示；
图14是示出图13的变焦镜头在广角位置处的像差的图示；
图15是示出图13的变焦镜头在远距照相位置处的像差的图示；
图16是示出根据另一实施方式的变焦镜头的图示；
图17是示出图16的变焦镜头在广角位置处的像差的图示；
图18是示出图16的变焦镜头在远距照相位置处的像差的图示；以及
图19是示出根据一实施方式的摄影装置的图示。
具体实施方式
现在将更详细参考变焦镜头和具有该变焦镜头的摄影装置的实施方式，其示例在附图中示出，其中相同的附图标记始终表示相同的元件。在一列元件之前的表述诸如“至少之一”修饰整列元件而不修饰该列中的个别元件。
图1示出了根据一实施方式变焦镜头100。参考图1，变焦镜头100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和具有正屈光力的第四透镜组G4，所有的透镜组从物侧O朝向像侧I顺序地布置。
在从广角位置缩放到远距照相位置时，第一和第二透镜组G1和G2之间的距离（D1）以及第三和第四透镜组G3和G4之间的距离（D3）增加，同时第二和第三透镜组G2和G3之间的距离（D2）减小。第四透镜组G4可以执行聚焦。
第一透镜组G1包括第一负透镜11和第二正透镜12。第一负透镜11可具有朝向物侧O凸出的弯月面形状。第一负透镜11和第二正透镜12可以被胶合在一起以形成双合透镜（doublet lens）。第一负透镜11可以由具有高折射率的材料形成。
第二透镜组G2可以包括一个或多个负透镜以及一个正透镜。例如，第二透镜组G2可以包括第三负透镜21和第四负透镜22以及第五正透镜23。第三负透镜21和第四负透镜22中的至少一个可以由塑料制成并且可具有一个或多个非球面从而实现高变焦比和广角。第三负透镜21和第四负透镜22可以纠正由于入射的离轴光线引起的慧形像差和像散。
第三透镜组G3包括第六正透镜31、第七正透镜32和第八负透镜33。第六正透镜31和第七正透镜32是双凸（两面凸）透镜。第七正透镜32和第八负透镜33可以被粘在一起以形成双合透镜并具有正屈光力。第六正透镜31和第七正透镜32的至少一个可具有一个或多个非球面从而有效地弥补缩放期间的像差。
第四透镜组G4包括由塑料制成的一个第九正透镜41。
第二透镜组G2和第四透镜组G4的每个可以包括至少一个塑料透镜并且使用一个或多个非球表面，由此降低制造成本。此外，与玻璃非球面透镜相比，塑料非球面透镜允许在选择非球表面的形状方面更大的灵活性。
第二透镜组G2可具有长焦距。当第二透镜组G2中的第三负透镜21或第四负透镜22由塑料制成时，第二透镜组G2可能由于温度变化而经受大的焦距变化，因为塑料透镜比玻璃透镜更易受温度变化损坏。为了弥补由于温度变化而引起的焦点位置变化，第二透镜组G2的屈光力可以减小，由此增加其焦距。
根据实施方式的变焦镜头100满足以下不等式：
5.6≤|fG2n2/fw|≤10 (1)
其中fG2n2是第二透镜组G2中的第四负透镜22的焦距并且fw是变焦镜头100在广角位置处的全焦距。
不等式(1)表示第二透镜组G2中的第四负透镜22的焦距与变焦镜头100在广角位置处的焦距的比值并且限制第四负透镜22的屈光力。当变焦镜头100满足不等式(1)时，可以纠正从广角位置到远距照相位置的球面像差和慧形像差。如果第二透镜组G2中的第四负透镜22是塑料非球面透镜并且具有满足不等式(1)的焦距，像平面中由于温度变化而引起的焦点变化可以减少。
当|fG2n2/fw|超过不等式(1)的上限时，第四负透镜22的傍轴（par-axis）的曲率半径增加，这减小了其屈光力。然而，因为第四负透镜22的非球表面的屈光力增加，所以可以有利于纠正球面像差、慧形像差和像散，但是增大了透镜灵敏度。相反地，当|fG2n2/fw|降到不等式(1)的下限之下时，第四负透镜22具有较短的焦距并因而具有强屈光力，并且可能变形为双凹形状。第四负透镜22的折射率的增大可以由于温度变化而容易移动焦点位置。这需要用于在远距照相位置聚焦的足够空间并且增加变焦镜头的总光程。因而，可能难以实现小型变焦镜头。
根据实施方式的变焦镜头100还可以满足以下不等式：
1.5≤|fG2n2|/√(fw*ft)≤3.0 (2)
其中ft表示变焦镜头100在远距照相位置处的全焦距。
不等式(2)表示第二透镜组G2中的第四负透镜22的焦距与变焦镜头100在广角位置处和在远距照相位置处的有效焦距的乘积的平方根的比值。当|fG2n2|/√(fw*ft)超过不等式(2)的上限时，第四负透镜22的屈光力减小，因此难以纠正慧形像差和像散场曲线（astigmatic field curve）。第三负透镜21的屈光力增加而引起大的像散。相反，当|fG2n2|/√(fw*ft)降到不等式(2)的下限之下时，第三负透镜21的屈光力减小，同时第四负透镜22和第五正透镜23的屈光力增大。为了纠正在第三负透镜21中产生的在广角位置处的像散和畸变，第四负透镜22的非球表面的屈光力增加，并且在远距照相位置的球面像差增加。
根据实施方式的变焦镜头100还可以满足以下不等式：
0.65<|fG2n/fG2|<0.85 (3)
其中fG2n是第二透镜组G2中的第三负透镜21和第四负透镜22的有效焦距，fG2是第二透镜组G2的全焦距。
不等式(3)表示第二透镜组G2中的第三负透镜21和第四负透镜22的总有效焦距与第二透镜组G2的总有效焦距的比值。当|fG2n/fG2|超过不等式(3)的上限时，第二透镜组G2中的第三负透镜21和第四负透镜22的屈光力减小。因而，为了纠正球面像差、慧形像差和横向色差，第三负透镜21和第四负透镜22之间的距离增加使得第二透镜组G2变厚。因为透镜的厚度是确定可伸缩镜筒的厚度（即，可伸缩镜筒内用于容纳透镜的空间）的一因素，所以可能难以实现小型化。另一方面，当|fG2n/fG2|降到不等式(3)的下限之下时，第二透镜组G2的厚度可以减小。然而，因为第三负透镜21和第四负透镜22的屈光力由于其总有效焦距的减小而增加，所以第二透镜组G2的灵敏度可以容易地增大。
例如，如果第三负透镜21和第四负透镜22的至少一个由塑料制成，则在像平面中焦点的移动量可以由于温度变化而增大。因而，在通过第四透镜组G4聚焦期间，必须获得第四透镜组G4和像平面之间的最大距离。这会增加变焦镜头100在远距照相位置处的总长度，因此对降低变焦镜头100的尺寸施加了限制。
如上所述，根据实施方式的变焦镜头100是便宜的并且可具有高变焦比。例如，变焦镜头100可具有大约7至大约12的变焦比。此外，变焦镜头100包括一个或多个塑料透镜，因此降低制造成本，并且变焦镜头100被设计为通过调整一个或多个塑料透镜的焦距来纠正像差，由此提供高光学性能。
根据实施方式的变焦镜头100中使用的非球面表面能够被如下限定：当X轴是光轴方向时，并且Y轴是垂直于光轴方向的方向时，非球面形状可以由以下的方程式(4)表示，并且光线的传播方向可以被认为是正的。在方程式(4)中，x是沿着光轴方向从透镜的顶点起的距离，y是在垂直于光轴方向的方向上的距离，K是圆锥常数，A、B、C和D是非球面系数，c是在透镜的顶点处的曲率半径的倒数（1/R）。
现在将描述用于根据本发明的一个或多个实施方式的变焦镜头的设计数据。在下文中，f表示以mm为单位的全焦距，Fno是光圈数，OAL是变焦镜头的总长度，2ω是以度为单位的视场（FOV），BFL是后焦距。R是曲率半径，Dn是透镜之间的距离或透镜的厚度，Nd是材料的折射率，Vd是材料的阿贝值，标记（*）表示非球表面。在示出各实施方式的图中，至少一个滤光器F1可以布置在最靠近像侧I的一侧。
实施方式1
表1显示了图1的变焦镜头100的设计数据。虽然透镜表面的附图标记S1至Sn（n是自然数）从透镜的最靠近图1中的物侧O的第一表面被顺序地表示，但是附图标记S1至Sn在图中被省略。
表1
透镜表面 曲率半径(R) 厚度(Dn) Nd Vd
S1 18.289 0.68 2.0010 29.13
S2 12.150 3.18 1.6968 55.46
S3 254.678 D1
S4 -92.347 0.50 1.8061 40.73
S5 5.448 2.01
S6* 29.828 0.55 1.5312 56.51
S7* 9.247 0.10
S8 7.942 1.19 2.1021 16.77
S9 12.469 D2
S10* 5.075 1.89 1.5892 60.62
S11* -12.956 0.14
S12 6.494 1.19 1.8061 33.27
S13 -19.860 0.36 1.8052 25.46
S14 3.422 D3
S15* 30.682 1.80 1.5312 56.51
S16* -13.818 D4
S17 ∞ 0.50 1.5168 64.20
S18 ∞ 0.59
S19 ∞
下面的表2显示了图1的变焦镜头100的非球面系数。
表2
透镜表面 K A B C D
S6 38.00000 -1.60201E-03 8.17344E-05 -1.87364E-06 1.66404E-08
S7 0.17418 -1.78998E-03 1.06998E-04 -3.12882E-06 4.05015E-08
S10 -1.11981 -7.39083E-05 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
S11 -2.27722 2.55157E-04 3.98185E-07 2.02987E-06 -6.36162E-07
S15 1.00000 1.10759E-03 -1.22767E-04 5.97778E-06 -1.27610E-07
S16 -2.63478 1.54766E-03 -1.70393E-04 7.37445E-06 -1.39654E-07
表3显示了缩放期间图1的变焦镜头100的可变化距离。
表3
广角位置 中间位置 远距离照相位置
D1 0.72 6.36 17.51
D2 13.69 4.95 0.50
D3 3.47 10.92 15.78
D4 3.41 3.13 2.03
表4显示了图1的变焦镜头100在广角位置、中间位置和远距照相位置处的各种设计数据。
表4
广角位置 中间位置 远距离照相位置
F 4.45 13.52 41.90
FNo 3.20 5.16 6.48
OAL 35.98 40.07 50.50
2ω 41.59 16.29 5.39
BFL(in air) 4.32 4.07 2.95
图2和图3示出了图1的变焦镜头100分别在广角位置和远距照相位置处的纵向球差、像散场曲线和畸变。在像散场曲线中，X和Y分别表示弧矢场曲率和切向场曲率。
实施方式2
图4示出了根据另一实施方式的变焦镜头100，下面的表5显示了图4的变焦镜头100的设计数据。
表5
透镜表面 曲率半径(R) 厚度(Dn) Nd Vd
S1 18.254 0.68 2.0010 29.13
S2 12.097 3.28 1.6968 55.46
S3 281.268 D1
S4 -89.788 0.50 1.8061 40.73
S5 5.420 1.98
S6* 21.710 0.70 1.5312 56.51
S7* 8.348 0.10
S8 7.784 1.25 2.1042 17.02
S9 11.939 D2
S10* 5.096 2.00 1.5892 60.62
S11* -13.511 0.14
S12 6.605 1.20 1.8061 33.27
S13 -20.703 0.36 1.8052 25.46
S14 3.500 D3
S15* 33.894 1.70 1.5312 56.51
S16* -13.774 D4
S17 ∞ 0.50 1.5168 64.20
S18 ∞ 0.53
S19 ∞
表6显示了图4的变焦镜头100中的非球面系数。
表6
透镜表面 K A B C D
S6 19.50080 -1.73827E-03 8.16525E-05 -2.49837E-06 3.60277E-08
S7 1.22160 -2.17378E-03 1.01474E-04 -3.87181E-06 6.07659E-08
S10 -0.62128 -3.28639E-04 -1.05080E-05 4.41536E-06 0.00000E+00
S11 -10.32713 1.05232E-04 1.67796E-05 -5.97666E-07 6.53692E-07
S15 1.65065 1.16771E-03 -1.23913E-04 5.50787E-06 -1.09753E-07
S16 -2.964988 0.001543685 -0.00016708 6.70901E-06 -1.1873E-07
表7显示了缩放期间图4的变焦镜头100的可变化距离。
表7
广角位置 中间位置 远距离照相位置
D1 0.73 8.58 17.62
D2 13.79 4.91 0.50
D3 3.39 11.73 15.99
D4 3.65 2.82 2.25
表8显示了图4的变焦镜头100在广角位置、中间位置和远距照相位置处的各种设计数据。
表8
广角位置 中间位置 远距离照相位置
F 4.45 15.65 43.64
FNo 3.23 5.37 6.57
OAL 36.48 42.96 51.28
2ω 41.43 14.10 5.15
BFL(空气中) 4.51 3.68 3.11
图5和图6示出了图4的变焦镜头100分别在广角位置和远距照相位置处的纵向球差、像散场曲线和畸变。
实施方式3
图7示出了根据另一实施方式的变焦镜头100，下面的表9显示了图7的变焦镜头100的设计数据。
表9
透镜表面 曲率半径(R) 厚度(Dn) Nd Vd
S1 18.289 0.68 2.0010 29.13
S2 12.012 3.33 1.6968 55.46
S3 375.954 D1
S4 -76.080 0.50 1.8061 40.73
S5 5.392 1.88
S6* 19.818 0.70 1.5312 56.51
S7* 8.040 0.10
S8 7.321 1.42 2.1042 17.02
S9 10.820 D2
S10* 4.838 1.98 1.5892 60.62
S11* -12.275 0.12
S12 7.348 1.12 1.8061 33.27
S13 -147.730 0.36 1.8052 25.46
S14 3.542 D3
S15* 34.501 1.70 1.5312 56.51
S16* -13.948 D4
S17 ∞ 0.50 1.5168 64.20
S18 ∞ 0.53
S19 ∞
表10显示了图7的变焦镜头100中的非球面系数。
表10
透镜表面 K A B C D
S6 16.59665 -1.65337E-03 8.28415E-05 -2.38282E-06 3.63792E-08
S7 1.34197 -2.13193E-03 1.04651E-04 -4.07091E-06 6.34056E-08
S10 -0.71367 -4.46683E-04 5.25959E-05 -6.55779E-06 0.00000E+00
S11 -8.27349 5.75821E-05 8.99935E-05 -1.56248E-05 5.71005E-07
S15 -2.51515 1.11192E-03 -1.30108E-04 6.01649E-06 -1.03440E-07
S16 -0.29582 1.56741E-03 -1.75935E-04 7.48039E-06 -1.19345E-07
表11显示了缩放期间图7的变焦镜头100的可变化距离。
表11
广角位置 中间位置 远距离照相位置
D1 0.74 8.85 18.28
D2 14.10 5.37 0.51
D3 3.53 12.01 16.30
D4 3.79 2.96 2.32
表12显示了图7的变焦镜头100在广角位置、中间位置和远距照相位置处的各种设计数据。
表12
广角位置 中间位置 远距离照相位置
F 4.45 15.78 47.85
FNo 3.29 5.42 6.67
OAL 37.08 44.11 52.32
2ω 41.44 13.98 4.69
BFL(空气中) 4.65 3.81 3.18
图8和图9示出了图7的变焦镜头100分别在广角位置和远距照相位置处的纵向球差、像散场曲线和畸变。
实施方式4
图10示出了根据另一实施方式的变焦镜头100，下面的表13显示了图10的变焦镜头100的设计数据。
表13
透镜表面 曲率半径(R) 厚度(Dn) Nd Vd
S1 13.739 0.55 2.0010 29.13
S2 9.132 3.03 1.6968 55.46
S3 181.391 D1
S4 -54.344 0.42 1.8061 40.73
S5 3.970 1.45
S6* 8.457 0.55 1.5312 56.51
S7* 4.870 0.22
S8 5.773 1.03 2.1021 16.77
S9 8.325 D2
S10* 3.793 1.70 1.5891 61.25
S11* -13.034 0.31
S12 5.414 1.00 1.8061 33.27
S13 -6.551 0.35 1.8052 25.46
S14 2.910 D3
S15* -40.632 1.78 1.5312 56.51
S16* -5.998 D4
S17 ∞ 0.50 1.5168 64.20
S18 ∞ 0.41
S19 ∞
表14显示了图10的变焦镜头100的非球面系数。
表14
透镜表面 K A B C D
S6 4.21652 -6.46395E-03 3.38221E-04 -7.00717E-06 4.60746E-08
S7 -2.31069 -4.79531E-03 4.27816E-04 -1.10635E-05 1.88350E-07
S10 -0.53401 1.07771E-03 2.42696E-04 7.04463E-05 0.00000E+00
S11 -25.17855 2.69722E-03 6.16071E-04 4.17768E-05 8.30321E-06
S15 38.74433 1.32269E-03 -3.31870E-04 2.69343E-05 -1.65190E-06
S16 -0.10019 2.70694E-03 -3.55227E-04 2.10731E-05 -9.66365E-07
表15显示了缩放期间图10的变焦镜头100的可变化距离。
表15
广角位置 中间位置 远距离照相位置
D1 0.61 5.75 12.57
D2 9.82 3.75 0.50
D3 1.96 6.88 11.59
D4 2.53 2.47 2.10
表16显示了图10的变焦镜头100在广角位置、中间位置和远距照相位置处的各种设计数据。
表16
广角位置 中间位置 远距离照相位置
F 3.40 10.48 31.90
FNo 3.14 4.93 6.67
OAL 28.23 32.17 40.05
2ω 42.09 16.35 5.51
BFL(空气中) 3.26 3.22 2.87
图11和图12示出了图10的变焦镜头100分别在广角位置和远距照相位置处的纵向球差、像散场曲线和畸变。
实施方式5
图13示出了根据另一实施方式的变焦镜头100，下面的表17显示了图13的变焦镜头100的设计数据。
表17
透镜表面 曲率半径(R) 厚度(Dn) Nd Vd
S1 18.292 0.68 2.0010 29.13
S2 12.161 3.20 1.6968 55.46
S3 252.159 D1
S4 -86.956 0.50 1.8061 40.73
S5 5.429 2.00
S6* 23.553 0.66 1.5312 56.51
S7* 8.671 0.10
S8 8.243 1.23 2.1021 16.77
S9 13.234 D2
S10* 5.072 1.92 1.5892 60.62
S11* -13.443 0.12
S12 6.427 1.20 1.8061 33.27
S13 -17.825 0.36 1.8052 25.46
S14 3.411 D3
S15* 32.961 1.72 1.5312 56.51
S16* -13.652 D4
S17 ∞ 0.50 1.5168 64.20
S18 ∞ 0.53
S19 ∞
表18显示了图13的变焦镜头100中的非球面系数。
表18
透镜表面 K A B C D
S6 23.16597 -1.79845E-03 8.88597E-05 -2.84253E-06 3.91030E-08
S7 0.93655 -2.20077E-03 1.12369E-04 -4.34248E-06 6.98431E-08
S10 -0.68085 -3.88143E-04 -1.66182E-05 3.00298E-06 0.00000E+00
S11 -9.14387 -8.20471E-06 1.84169E-05 -8.33389E-06 1.54209E-06
S15 9.43049 1.10650E-03 -1.15778E-04 5.13457E-06 -1.05355E-07
S16 0.36135 1.66490E-03 -1.55401E-04 6.10836E-06 -1.09916E-07
表19显示了缩放期间图13的变焦镜头100的可变化距离。
表19
广角位置 中间位置 远距离照相位置
D1 0.74 8.77 17.62
D2 13.63 4.71 0.50
D3 3.35 11.43 15.60
D4 3.64 2.96 2.31
表20显示了图13的变焦镜头100在广角位置、中间位置和远距照相位置处的各种设计数据。
表20
广角位置 中间位置 远距离照相位置
F 4.46 15.59 41.81
FNo 3.21 5.29 6.44
OAL 36.10 42.59 50.77
2ω 41.53 14.22 5.40
BFL(空气中) 4.50 3.82 3.23
图14和图15示出了图13的变焦镜头100分别在广角位置和远距照相位置处的纵向球差、像散场曲线和畸变。
实施方式6
图16示出了根据另一实施方式的变焦镜头100，下面的表21显示了图16的变焦镜头100的设计数据。
表21
透镜表面 曲率半径(R) 厚度(Dn) Nd Vd
S1 17.860 0.68 2.0010 29.13
S2 11.841 3.45 1.6968 55.46
S3 219.990 D1
S4 -80.836 0.50 1.8061 40.73
S5 5.495 1.90
S6* 19.801 0.70 1.5312 56.51
S7* 8.037 0.10
S8 7.394 1.51 2.1042 17.02
S9 10.862 D2
S10* 4.755 1.37 1.5892 60.62
S11* -13.623 0.37
S12 7.080 1.10 1.8061 33.27
S13 49.174 0.36 1.8052 25.46
S14 3.418 D3
S15* 32.056 1.75 1.5312 56.51
S16* -12.953 D4
S17 ∞ 0.50 1.5168 64.20
S18 ∞ 0.53
S19 ∞
表22显示了图16的变焦镜头100的非球面系数。
表22
透镜表面 K A B C D
S6 16.12263 -1.64214E-03 9.23698E-05 -2.64513E-06 2.99956E-08
S7 1.45248 -2.14868E-03 1.15364E-04 -4.62524E-06 6.04166E-08
S10 -0.69228 -4.34105E-04 1.81358E-05 -3.53997E-06 0.00000E+00
S11 -8.45476 8.77873E-05 4.68967E-05 -1.21999E-05 6.41493E-07
S15 -1.23900 1.07022E-03 -1.32833E-04 6.74478E-06 -1.29292E-07
S16 -0.53066 1.54529E-03 -1.75592E-04 8.08269E-06 -1.43376E-07
表23显示了缩放期间图16的变焦镜头100的可变化距离。
表23
广角位置 中间位置 远距离照相位置
D1 0.78 8.98 18.59
D2 14.31 5.74 0.50
D3 3.24 11.52 16.30
D4 3.97 3.26 2.31
表24显示了图16的变焦镜头100在广角位置、中间位置和远距照相位置处的各种设计数据。
表24
广角位置 中间位置 远距离照相位置
F 4.45 15.40 49.55
FNo 3.22 5.27 6.58
OAL 37.13 44.32 52.53
2ω 41.44 14.32 4.54
BFL(空气中) 4.83 4.11 3.17
图17和图18示出了图16的变焦镜头100分别在广角位置和远距照相位置处的纵向球差、像散场曲线和畸变。
如从表25明显的是，根据实施方式1至实施方式6的变焦镜头100满足不等式(1)至(3)。
表25
图19示出了包括根据一实施方式的变焦镜头100的摄影装置110。根据该实施方式的摄影装置110包括关于多个实施方式在以上描述的变焦镜头100和接收通过变焦镜头100形成的图像的成像器件112。摄影装置110还可以包括记录器件113、取景器114和显示单元115，其中与目标的图像相应的、通过成像器件112被光电转换的信息被记录在记录器件113上，取景器114用于观察目标的图像，显示单元115显示目标的图像。在取景器114和显示单元115分离布置时，根据该实施方式的摄影装置110可以仅包括显示单元115。图19的摄影装置110是本发明的仅一个示例性实施方式，因而本发明可以应用于除图19的摄影装置110以外的各种光学设备。如上所述，通过在诸如数字照相机的摄影装置中利用根据多个实施方式的变焦镜头100，可以提供具有高亮度和高放大倍率的小型光学设备。
在此引用的所有参考物（包括出版物、专利申请和专利）以与每个参考物如同被单独且具体表示为通过引用被结合且在此被全面阐述的相同程度被引用于此，
为了促进对本发明原理的理解，已经参考了附图中示出的实施方式，专用语言已经被用来描述这些实施方式。然而，并未意欲通过该专用语言限制本发明的范围，本发明应被理解为涵盖对于本领域的技术人员而言通常会想到的所有实施方式。在此使用的术语仅用于描述特定实施方式的目的，不旨在限制本发明的示例性实施方式。在实施方式的描述中，当认为现有技术的某些详细说明会不必要地模糊本发明的本质时，将其省略。
在此提供的任何和所有示例或示例性语言（例如，“诸如”）的使用仅旨在更好地说明本发明，而不会造成对本发明范围施加限制，除非以别的方式要求。对于本领域的技术人员而言，许多变形以及改进将是容易地明显的，而不背离由权利要求限定的本发明的精神和范围。因此，本发明的范围不受本发明的详细描述限定而是由权利要求限定，该范围内的所有差异将被理解为涵盖在本发明中。
没有项目或组件对于本发明的实践是必需的，除非该元件被特别地描述为“必要的”或“关键的”。还将考虑，在此使用的术语“包括”、“包含”、“具有”具体地要被读取为开放式的技术术语。在描述本发明的文本中（特别是在权利要求的文本中）的术语“一”和“所述”以及类似指示物的使用将被理解为即涵盖单数又涵盖复数，除非上下文清晰地另外表示。此外，应该理解的是，虽然术语“第一”、“第二”等可以用于此来描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语限制，这些术语仅用于区分一个元件与另一元件。此外，在此的数值范围的叙述仅旨在用作单独地引用该范围内的每个单独数值的简写方法，除非在此另有陈述，并且每个单独的数值被合并到本说明书中如同其在此被单独地叙述一样。
虽然已经参考本发明的示例性实施方式特别显示并描述了本发明，但是本领域的普通技术人员将理解，可以在形式和细节中进行各种改变而不脱离由权利要求所限定的本发明的精神和范围。
本申请要求享有2012年12月28日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2012-0157332的优先权权益，其公开通过全文引用结合于此。

Claims (13)

1.一种变焦镜头，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和具有正屈光力的第四透镜组，所有的透镜组从物侧到像侧顺序地布置，
其中所述第二透镜组包括第一负透镜、第二负透镜和第一正透镜，满足5.6≤|fG2n2/fw|≤10.0，其中，fG2n2是其中的所述第二负透镜的焦距，fw是所述变焦镜头在广角位置的全焦距，
其中所述第二透镜组中的所述第二负透镜由塑料制成并且具有朝向所述物侧凸出的弯月面形状，以及
满足1.5≤|fG2n2|/√(fw*ft)≤3.0，其中ft是所述变焦镜头在远距离照相位置处的全焦距。
2.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中所述变焦镜头还满足0.65<|fG2n/fG2|<0.85，其中fG2n是所述第二透镜组中的所述第一和第二负透镜的有效焦距，fG2是所述第二透镜组的全焦距。
3.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中在从所述广角位置缩放到所述远距照相位置时，在所述第二和第三透镜组之间的距离减小的同时，所述第一和第二透镜组之间的距离以及所述第三和第四透镜组之间的距离增大。
4.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中所述第一透镜组包括第三负透镜和第二正透镜。
5.根据权利要求4所述的变焦镜头，其中所述第一透镜组中的所述第三负透镜具有朝向所述物侧凸出的弯月面形状。
6.根据权利要求4所述的变焦镜头，其中所述第一透镜组中的所述第三负透镜和所述第二正透镜被胶合在一起以形成双合透镜。
7.根据权利要求1至6的任意之一的变焦镜头，其中所述第三透镜组包括第三正透镜和第四正透镜以及第四负透镜，所述第三正透镜和第四正透镜的每个具有双凸形形状。
8.根据权利要求7所述的变焦镜头，其中所述第四正透镜和所述第四负透镜被胶合在一起以形成双合透镜。
9.根据权利要求7所述的变焦镜头，其中所述第三正透镜和所述第四正透镜的至少一个具有至少一个非球面表面。
10.根据权利要求1至6的任意之一的变焦镜头，其中所述第四透镜组包括一个第五正透镜。
11.根据权利要求10所述的变焦镜头，其中所述第五正透镜由塑料制成。
12.根据权利要求1至6的任意之一的变焦镜头，其中所述第四透镜组执行聚焦。
13.一种摄影装置，包括：
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和具有正屈光力的第四透镜组，所有的透镜组从物侧到像侧顺序地布置，
其中所述第二透镜组包括第一负透镜、第二负透镜和第一正透镜，满足5.6≤|fG2n2/fw|≤10.0，其中fG2n2是其中的所述第二负透镜的焦距，fw是所述变焦镜头在广角位置的全焦距；以及
成像器件，用于接收通过所述变焦镜头形成的图像，
其中所述第二透镜组中的所述第二负透镜由塑料制成并且具有朝向所述物侧凸出的弯月面形状，以及
满足1.5≤|fG2n2|/√(fw*ft)≤3.0，其中ft是所述变焦镜头在远距离照相位置处的全焦距。
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