CN103926681B - 变焦镜头系统 - Google Patents

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Abstract

一种变焦镜头系统按照从物方到像方的顺序包括：第一透镜组，包括至少一个透镜且具有负屈光力；第二透镜组，包括至少一个透镜且具有正屈光力，其中，所述变焦镜头系统被构造为通过改变第一透镜组和第二透镜组之间的距离来执行变焦，并且所述变焦镜头系统满足：2<│f1/fw│<2.5和0.60<│f1/f2│<0.85，其中，f1表示第一透镜组的合成焦距，fw表示变焦镜头系统在广角端的总焦距，f2表示第二透镜组的合成焦距。

Description

变焦镜头系统
本申请要求于2013年1月11日提交到韩国知识产权局的第10-2013-0003508号韩国专利申请的优先权，所述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，更具体地讲，涉及一种双组变焦镜头系统。
背景技术
通过使用电荷耦合器件（CCD）或互补金属氧化物半导体（CMOS）器件来实现图像的拍摄/图像拾取装置在数字系统中具有大的存储容量。随着存储容量的增加，对于在摄影/图像拾取装置中采用的镜头系统，为便于使用而对高光学性能和小型化的要求也在增加。
为了清晰地记录物体的多条细小信息，镜头系统必须能够良好地补偿甚至在图像周围产生的像差。然而，为了实现高性能，镜头系统难以小型化，而小型化伴随着高的制造成本。因而，难以同时满足高的光学性能（例如高的放大倍率和高的分辨率）和低的制造成本。
发明内容
一个或多个示例性实施例提供了一种具有两个透镜组的变焦镜头系统。
根据示例性实施例的一方面，提供了一种变焦镜头系统，所述变焦镜头系统按照从物方到像方的顺序包括：第一透镜组，包括至少一个透镜且具有负屈光力；第二透镜组，包括至少一个透镜且具有正屈光力，其中，所述变焦镜头系统被构造为通过改变第一透镜组和第二透镜组之间的距离来执行变焦，且所述变焦镜头系统满足下面的条件：
2<│f1/fw│<2.5，且
0.60<│f1/f2│<0.85，
其中，f1表示第一透镜组的合成焦距，fw表示变焦镜头系统在广角端的总焦距，f2表示第二透镜组的合成焦距。
变焦镜头系统的总长度可满足下面的条件：
Tw/D<13.5，
其中，Tw表示变焦镜头系统在广角端的总长度，D表示通过像面中心的像面的对角线长度。
第一透镜组的所述至少一个透镜中的被设置为第二最靠近物方的透镜满足下面的条件：
Vd12<55，
其中，Vd12表示第一透镜组的所述至少一个透镜中的被设置为第二最靠近物方的透镜在d线的阿贝数。
第一透镜组的所述至少一个透镜中的被设置为第三最靠近物方的透镜可满足下面的条件：
Nd13>1.90，
其中，Nd13表示第一透镜组的至少一个透镜中的设置在第三最靠近物方的透镜在d线的折射率。
第一透镜组的所述至少一个透镜中的被设置为第二最靠近物方的透镜与被设置为第三最靠近物方的透镜可形成胶合透镜。
第二透镜组的所述至少一个透镜中的被设置为最靠近物方的透镜满足下面的条件：
Vd24>60，
其中，Vd24表示所述第二透镜组的至少一个透镜中的被设置为最靠近物方的透镜在d线的阿贝数。
第二透镜组的所述至少一个透镜中的被设置为第三最靠近物方的透镜和被设置为第四最靠近物方的透镜可满足下面的条件：
Vd26<35，且
Vd27>75，
其中，Vd26表示第二透镜组的所述至少一个透镜中的被设置为第三最靠近物方的透镜在d线的阿贝数，Vd27表示第二透镜组的所述至少一个透镜中的被设置为第四最靠近物方的透镜在d线的阿贝数。
第二透镜组的所述至少一个透镜中的被设置为第三最靠近物方的透镜和被设置为第四最靠近物方的透镜可形成胶合透镜。
包括在第一透镜组中的透镜的数量可以是3。
第一透镜组可按照从物方到像方的顺序包括负透镜、负透镜和正透镜。
第二透镜组可按照从物方到像方的顺序包括正透镜、正透镜、负透镜、正透镜和正透镜。
第二透镜组的所述至少一个透镜中的被设置为最靠近物方的透镜可包括至少一个非球面。
第二透镜组的所述至少一个透镜中的被设置为最靠近像方的透镜可包括至少一个非球面。
变焦镜头系统还可包括：光圈，设置在第一透镜组和第二透镜组之间；近红外线阻挡滤波器，设置在光圈的面向像方的表面上或者被设置为邻近于光圈的面向像方的表面。
根据另一示例性实施例的一方面，提供了一种变焦镜头系统，所述变焦镜头系统按照从物方到像方的顺序包括：第一透镜组，包括至少一个透镜且具有负屈光力；第二透镜组，包括至少一个透镜且具有正屈光力，其中，所述变焦镜头系统被构造为通过改变第一透镜组和第二透镜组之间的距离来执行变焦，并且所述变焦镜头系统满足下面的条件：
2<│f1/fw│<2.5，且
2.8<│f2/fw│<3.2，
其中，f1表示第一透镜组的合成焦距，fw表示变焦镜头系统在广角端的总焦距，f2表示第二透镜组的合成焦距。
变焦镜头系统可满足下面的条件：
0.60<│f1/f2│<0.85
变焦镜头系统的总长度可满足下面的条件：
Tw/D<13.5，
其中，Tw表示变焦镜头系统在广角端的总长度，D表示通过像面中心的像面的对角线长度。
第一透镜组的所述至少一个透镜中的被设置为第二最靠近物方的透镜和被设置为第三最靠近物方的透镜可形成胶合透镜，且满足：
Vd12<55，且
Nd13>1.90，
其中，Vd12表示第一透镜组的所述至少一个透镜中的被设置为第二最靠近物方的透镜在d线的阿贝数，Nd13表示第一透镜组的所述至少一个透镜中的被设置为第三最靠近物方的透镜在d线的折射率。
第二透镜组的所述至少一个透镜中的被设置为最靠近物方的透镜可满足下面的条件：
Vd24>60，
其中，Vd24表示第二透镜组的所述至少一个透镜中的被设置为最靠近物方的透镜在d线的阿贝数。
第二透镜组的所述至少一个透镜中的被设置为第三最靠近物方的透镜和被设置为第四最靠近物方的透镜可满足下面的条件：
Vd26<35，且
Vd27>75，
其中，Vd26表示第二透镜组的所述至少一个透镜中的被设置为第三最靠近物方的透镜在d线的阿贝数，Vd27表示第二透镜组的所述至少一个透镜中的被设置为第四最靠近物方的透镜在d线的阿贝数。
根据本发明构思的示例性实施例的变焦镜头系统可使变焦镜头系统的尺寸小型化，可实现高分辨率，并且可校正从可见光区域到近红外线区域的像差。因此，在不改变拍摄/图像拾取设备的内部结构的情况下，可实现高分辨率的拍摄/图像拾取设备，并且可在白天和夜晚稳定地执行拍摄/图像拾取。
附图说明
通过参照附图对示例性实施例进行详细描述，上述和/或其他方面将会变得更加明显，附图中：
图1是根据示例性实施例的变焦镜头系统；
图2A和图2B分别示出根据第一实施例的在广角端和远摄端的图1的变焦镜头系统；
图3A示出根据示例性实施例的图2A的变焦镜头系统在广角端的纵向球面像差、像散和畸变；
图3B示出根据示例性实施例的图2B的变焦镜头系统在远摄端的纵向球面像差、像散和畸变；
图4A和图4B分别示出根据第二实施例的在广角端和远摄端的图1的变焦镜头系统；
图5A示出根据示例性实施例的图4A的变焦镜头系统在广角端的纵向球面像差、像散和畸变；
图5B示出根据示例性实施例的图4B的变焦镜头系统在远摄端的纵向球面像差、像散和畸变；
图6A和图6B分别示出根据第三实施例的在广角端和远摄端的图1的变焦镜头系统；
图7A示出根据示例性实施例的图6A的变焦镜头系统在广角端的纵向球面像差、像散和畸变；
图7B示出根据示例性实施例的图6B的变焦镜头系统在远摄端的纵向球面像差、像散和畸变；
图8A和图8B分别示出根据第四实施例的在广角端和远摄端的图1的变焦镜头系统；
图9A示出根据示例性实施例的图8A的变焦镜头系统在广角端的纵向球面像差、像散（像散场曲）和畸变；
图9B示出根据示例性实施例的图8B的变焦镜头系统在远摄端的纵向球面像差、像散（像散场曲）和畸变。
具体实施方式
虽然本发明构思的示例性实施例能够进行各种修改和替代形式，但是这些实施例是通过示例的方式在附图中示出，并且将在本文中被详细描述。然而，应该理解，没有任何意图对实施例所公开的具体形式进行限制，相反，这些实施例覆盖了落入本发明构思范围内的所有修改、等同物和替换。在本发明构思的描述中，在对相关的已知功能和构造进行的实际描述不必要地使本发明构思的范围不清楚时，这些描述将被省略。但应理解的是，虽然术语“第一”、“第二”等可以在这里被用来描述各种元件，但这些元件不应被这些术语所限制。这些术语仅用将一个元件与另一个元件区分。这里所使用的术语仅仅具有描述实施例的目的，而不是为了对实施例进行限制。如这里所使用的，单数形式意图包含复数形式，除非上下文明确另外指示。将进一步理解的是，术语“包含”和/或“包括”在这里使用时，所述术语指定阐述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。此外，应当理解，下面使用的符号“/”根据情况可能被解释为“和”或者“或”。
图1是根据示例性实施例的变焦镜头系统。
参照图1，变焦镜头系统按照从物方O到像方I的顺序包括：第一透镜组10，具有负屈光力；第二透镜组20，具有正屈光力。光圈ST可设置在第一透镜组10和第二透镜组20之间，对应于光学滤波器的第一光学块B1可被设置为邻近于光圈ST的面向像方I的表面或者可设置在光圈ST的面向像方I的表面上。第二光学块B2（诸如用于保护像面IP的盖玻璃）可被设置为邻近于像面IP或者可设置在像面IP上。进一步地，第二光学块B2可被设置为面向第二透镜组。
根据当前实施例的变焦镜头系统可应用于诸如监控相机、静态相机或者摄像机等的拍摄设备中。该拍摄设备包括固态图像拾取器件（诸如电荷耦合器件（CCD）或互补金属氧化物半导体（CMOS）器件）。固态图像拾取器件的图像拾取表面设置在根据当前实施例的变焦镜头系统的像面IP上，当从变焦镜头系统的物方O入射的光在最终到达像面IP时，该从变焦镜头系统的物方O入射的光在固态图像拾取器件上形成图像。
当变焦镜头系统应用于监控相机时，与第一光学块B1相对应的且被设置为邻近于光圈ST的面向像方I的表面或者设置在光圈ST的面向像方I的表面上的第一光学滤波器可包括近红外线阻挡滤波器或/和无色明胶滤波器（dummy filter）。根据当前实施例的变焦镜头系统可通过接收从可见光波段到近红外线波段范围内的光来形成图像。这里，在白天，被设置为邻近于光圈ST的面向像方I的表面或者设置在光圈ST的面向像方I的表面上的近红外线阻挡滤波器通过接收在可见光波段中的光来形成图像，而在夜晚，被设置为邻近于光圈ST的面向像方I的表面或者设置在光圈ST的面向像方I的表面上的无色明胶滤波器可通过接收在近红外线波段中的光来形成图像。
变焦镜头系统可通过改变第一透镜组10和第二透镜组20之间的距离来执行变焦。为了执行从广角端到远摄端的变焦，第一透镜组10和第二透镜组20均可运动。第二透镜组20可沿着图1的箭头方向示出的直线轨迹运动以执行变焦，而第一透镜组10可沿着图1的箭头方向示出的抛物线轨迹运动以执行变焦。
根据当前实施例的变焦镜头系统可满足下面的条件。
<条件1>
2<│f1/fw│<2.5，
这里，f1表示第一透镜组10的合成焦距，fw表示变焦镜头系统在广角端的总焦距。
条件1定义了第一透镜组10的合成焦距相对于变焦镜头系统在广角端的总焦距的比率，因此，通过条件1，在图像周边区域的像差的控制和光学系统的小型化可被实现。当该比率具有的值小于下限值2时，在周边区域的像差会出现；而当该比率具有的值大于上限值2.5时，难以实现变焦镜头系统的广角，且由于第一透镜组10的有效直径的增加而使得变焦镜头系统的小型化也难以实现。
<条件2>
0.60<│f1/f2│<0.85，
这里，f1表示第一透镜组10的合成焦距，f2表示第二透镜组20的合成焦距。
条件2定义了第一透镜组10的合成焦距相对于第二透镜组20的合成焦距的比率。当该比率具有的值小于下限值0.60时，由于第二透镜组20的屈光力减小，所以在执行变焦时，第二透镜组20的运动距离增加。因此，变焦镜头系统的总长度增加，从而难以实现变焦镜头系统的小型化。当该比率具有的值大于上限值0.85时，第二透镜组20的屈光力增加，从而使得难以校正像差。
与此同时，条件2还定义了第一透镜组10和第二透镜组20的屈光力的分布。通过条件2可实现变焦镜头系统的小型化，并且可提供充足的空间来用于将第一光学块B1设置为邻近于光圈ST的像方表面。
<条件3>
2.8<│f2/fw│<3.2，
条件3定义了第二透镜组20的合成焦距相对于变焦透镜系统在广角端的总焦距的比率。当该比率具有的值小于下限值2.8时，第二透镜组20的屈光力增加，因此，像差校正是困难的。当该比率具有的值大于上限值3.2时，第二透镜组20的屈光力减小，因此，在执行变焦时，第二透镜组20的运动距离会增加。
<条件4>
Tw/D<13.5，
这里，Tw表示变焦镜头系统在广角端的总长度，D表示通过像面IP的中心的像面IP的对角线的长度。
条件4定义了变焦镜头系统在广角端的总长度相对于像面IP的对角线的长度的比率。虽然基于高像素的需求，图像拾取表面（即固体图像拾取器件的像面IP）的尺寸增加，但是还可提供这样一种变焦镜头系统，所述变焦镜头系统能够维持短的总长度。
第一透镜组10包括三个透镜，以使得第一透镜组更小且更轻。构成第一透镜组10的所有透镜可都是球面透镜。由于第一透镜组10包括这些球面透镜，因此可实现低成本的变焦透镜系统。同时，通过上述的条件，可实现高品质的透镜组。第一透镜组可包括：第一透镜11，具有负屈光力；第二透镜12，具有负屈光力；第三透镜13，具有正屈光力。第二透镜12和第三透镜13可构成胶合透镜，并且该胶合透镜可补偿远摄端的色差。
第二透镜12和第三透镜13可满足下面的条件5。
<条件5>
Vd12<55，
这里，Vd12表示第一透镜组10的透镜中的被设置为第二最靠近物方O的透镜（即，第二透镜12）在d线的阿贝数。
<条件6>
Nd13>1.90，
这里，Nd13表示第一透镜组10的透镜中的被设置为第三最靠近物方O的透镜（即，第二透镜13）在d线的折射率。
条件5定义了第二透镜12在d线的阿贝数，而条件6定义了第三透镜13在d线的折射率。当条件5具有的值大于上限值55时，在远摄端会出现色差；而当条件6具有的值小于下限值1.90时，第三透镜13的曲率会迅速地增加，因此可容易地出现球面像差。
第二透镜组20可包括5个透镜。第二透镜组20可按照从物方O到像方I的顺序包括：第四透镜21，具有正屈光力；第五透镜22，具有正屈光力；第六透镜23，具有负屈光力；第七透镜，具有正屈光力；第八透镜25，具有正屈光力。
第二透镜组20可通过具有至少一个非球面来校正像差。例如，第二透镜组20的透镜中的被设置为最靠近物方O的透镜（即第四透镜21）可包括至少一个非球面。因为第四透镜21包括非球面，所以第四透镜21可校正球面像差。第二透镜组20的被设置为最靠近像方I的透镜（即第八透镜25）可包括至少一个非球面。因为具有正屈光力的第八透镜25包括非球面，所以在图像的外围区域可能出现的彗形像差（彗差）可被校正。
第二透镜组20的第六透镜23和第七透镜24可形成胶合透镜。第六透镜23和第七透镜24形成的胶合透镜可校正在近红外线区域的色差。
第二透镜组20可满足下面的条件7至条件9。
<条件7>
Vd24>60，
这里，Vd24表示第二透镜组20的透镜中的被设置为最靠近物方O的透镜（即，第四透镜21）在d线的阿贝数。
条件7定义了第四透镜21在d线的阿贝数。当条件7具有的值小于下限值时，会出现轴向色差，因此难以校正在近红外线区域的色差。
<条件8>
Vd26<35，
<条件9>
Vd27>75，
这里，Vd26表示第二透镜组20的透镜中的被设置为第三最靠近物方O的透镜（即，第六透镜23）在d线的阿贝数，Vd27表示第二透镜组20的透镜中的被设置为第四最靠近物方O的透镜（即，第七透镜24）在d线的阿贝数。
条件8定义了第六透镜23在d线的阿贝数，而条件9定义了第七透镜24在d线的阿贝数。当条件8在上限值35以外且条件9在下限值75以外时，第六透镜23和第七透镜24形成的胶合透镜的色差校正效果会减小，其结果是，在近红外线区域会出现色差。
上述的变焦镜头系统在减小变焦镜头系统的尺寸的同时，可实现高分辨率，并且可校正从可见光区域到近红外线区域的色差。因此，可实现高分辨率的图像拾取设备，并且在不改变图像拾取设备的内部结构的情况下，在白天和夜晚图像均可被稳定地获取。
在当前实施例中描述的非球面被定义如下。
当光轴的方向为x轴且垂直于光轴方向的方向为y轴时，根据当前实施例的变焦镜头系统的非球面的形状可通过定义光的移动方向为正来表示为下面的等式。这里，x表示沿光轴方向到透镜的顶点的距离，y表示沿垂直于光轴方向的方向到光轴的距离，k是圆锥常数，A、B、C和D是非球面系数，c是透镜的顶点处的曲率半径的倒数（1/R）。
<等式>
在下文中，f表示焦距（单位为mm），fno表示F数，Rn表示曲率半径（单位为mm），Dn表示（在光轴上）透镜的中心厚度或者透镜之间的距离（单位为mm），nd表示在d线的折射率，vd表示在d线的阿贝数，ASP表示非球面，ST表示光圈表面。
<第一实施例>
图2A和图2B分别示出根据第一实施例的在广角端和远摄端的图1的变焦镜头系统。图2A和图2B分别示出基于根据第一实施例的设计数据的在广角端和远摄端的变焦镜头系统的构造。表1概述了根据在图2A和图2B中描述的第一实施例的变焦镜头系统的设计数据。
[表1]
表面序号 Rn Dn nd vd
1 38.044 0.75 1.910822 35.25
2 6.876 6.98
3 -19.67 0.89 1.6131 44.3607
4 11.335 2.12 1.945945 17.9843
5 49.006 d5
6(ST) 无穷大 0
7 无穷大 0.145 1.523 57.2
8 无穷大 d8
9(ASP) 9.485 3.13 1.618806 63.8554
10(ASP) 134.619 0.15
11 15.933 4.18 1.496997 81.6084
12 -15.933 0.2
13 无穷大 0.75 1.737999 32.2613
14 5.231 3.77 1.496997 81.6084
15 33.001 0.49
16(ASP) 9.014 3.37 1.618806 63.8554
17(ASP) 33.357 d17
18 无穷大 0.4 1.51633 64.1
19 无穷大 0.125
20 无穷大 0
表2示出在图2A和图2B中描述的变焦镜头系统的非球面系数，表3示出焦距、F数、视角(FOV，单位为度)和可变距离。
[表2]
表面序号 k A B C D
9 0 -3.12E-05 -9.26E-07 2.36E-08 -4.59E-10
10 0 2.73E-04 1.26E-06 0.00E+00 0.00E+00
16 0 1.47E-04 -2.93E-06 1.46E-07 0.00E+00
17 0 4.84E-04 -6.55E-06 2.87E-07 0.00E+00
[表3]
可变端 f Fno FOV d5 d8 d17
广角端 3.380 1.255 75.401 7.423 8.131 5.775
远摄端 8.340 2.372 26.004 2.378 0.601 13.305
图3A和图3B分别示出图2A的变焦镜头系统在广角端和图2B的变焦镜头系统在远摄端的像差曲线图。图3A示出变焦镜头系统在广角端的纵向球面像差、像散（像散场曲）和畸变。图3B示出变焦镜头系统在远摄端的纵向球面像差、像散（像散场曲）和畸变。描绘了具有波长约为852.1100nm（s线）的光、具有波长约为656.2725nm（c线）的光、具有波长约为587.5600nm（d线）的光和具有波长约为486.1300（f线）的光的纵向球面像差，并描绘了具有波长为587.56nm（d线）的光的像散和畸变。在像散曲线中，虚线表示子午像散，实线表示弧矢像散。
<第二实施例>
图4A和图4B分别示出基于根据第二实施例的设计数据的在广角端和远摄端的图1的变焦镜头系统的构造。表4概述了根据在图4A和图4B中描述的第二实施例的变焦镜头系统的设计数据。
[表4]
表面序号 Rn Dn nd vd
1 21.38236 0.75 1.903658 31.315
2 6.713117 6.765298
3 -16.7768 0.75 1.654115 39.6828
4 11.13509 2.9 1.945945 17.9843
5 78.201 d5
6(ST) 无穷大 0
7 无穷大 0.175 1.523 57.2
8 无穷大 d8
9(ASP) 11.08486 3 1.618806 63.8554
10(ASP) 44.09568 0.2
11 10.81162 4.540243 1.437001 95.1004
12 -16.9822 0.2
13 20.6 0.75 1.799999 29.8447
14 5.391718 3.2 1.496997 81.6084
15 10.95526 0.242248
16(ASP) 5.880442 3.43091 1.618806 63.8554
17(ASP) 14.53607 d17
18 无穷大 2 1.51633 64.1
19 无穷大 3.578855
20 无穷大 0
表5示出在图4A和图4B中描述的变焦镜头系统的非球面系数，表6示出焦距、F数、视角(FOV)和可变距离。
[表5]
表面序号 k A B C D
9 0 -0.00019 -5.18E-06 -6.07E-09 0
10 0 -2.34E-05 -5.34E-06 4.03E-08 0
16 0 -1.89E-04 -8.61E-06 -2.94E-07 0
17 0 8.35E-04 -5.76E-06 2.22E-07 0
[表6]
可变端 f Fno FOV d5 d8 d17
广角端 3.380 1.242 68.731 8.682 7.114 0.716
远摄端 8.350 2.180 25.374 1.919 0.800 7.048
图5A和图5B分别示出图4A的变焦镜头系统在广角端和图4B的变焦镜头系统在远摄端的像差曲线图。图5A示出变焦镜头系统在广角端的纵向球面像差、像散（像散场曲）和畸变。图5B示出变焦镜头系统在远摄端的纵向球面像差、像散（像散场曲）和畸变。描绘了具有波长约为852.1100nm（s线）的光、具有波长约为656.2725nm（c线）的光、具有波长约为587.5600nm（d线）的光和具有波长约为486.1300（f线）的光的纵向球面像差，并描绘了具有波长为587.56nm（d线）的光的像散和畸变。在像散曲线中，虚线表示子午像散，实线表示弧矢像散。
<第三实施例>
图6A和图6B分别示出基于根据第三实施例的设计数据的在广角端和远摄端的图1的变焦镜头系统的构造。表7概述了根据在图6A和图6B中描述的第三实施例的变焦镜头系统的设计数据。
[表7]
表面序号 Rn Dn nd vd
1 35.828 0.750 1.910822 35.25
2 6.628 5.500
3 -14.405 0.768 61.31 44.3607
4 16.322 0.150
5 15.087 2.810 94.5945 17.9843
6 171.311 d6
7(ST) 无穷大 0.000
8 无穷大 0.145 1.523 57.2
9 无穷大 d9
10(ASP) 10.175 3.083 1.618806 63.8554
11(ASP) 206.302 0.150
12 13.592 4.012 1.496997 81.6084
13 -23.422 0.232
14 435.152 0.750 1.737999 32.2613
15 5.611 3.774 1.496997 81.6084
16 36.687 1.034
17(ASP) 9.014 3.357 1.618806 63.8554
18(ASP) 38.325 d18
19 无穷大 0.400 1.51633 64.1
20 无穷大 0.125
21 无穷大 0.000
表8示出在图6A和图6B中描述的变焦镜头系统的非球面系数，表9示出焦距、F数、视角（FOV）和可变距离。
[表8]
表面序号 k A B C D
10 -3.29E-01 -0.00011 -7.61E-07 1.47E-08 -1.13E-09
11 9.14E+02 5.86E-21 8.32E-07 -3.38E-08 -7.23E-10
17 -6.90E-01 -2.33E-05 -1.73E-07 -1.69E-08 0.00E+00
18 -5.73E+01 3.57E-04 -4.42E-06 3.85E-08 0.00E+00
[表9]
可变端 f Fno FOV d6 d9 d18
广角端 3.383 1.263 75.446 7.713 8.272 5.775
远摄端 8.351 2.361 26.102 2.393 0.600 13.461
图7A和图7B分别示出图6A的变焦镜头系统在广角端和图6B的变焦镜头系统在远摄端的像差曲线图。图7A示出变焦镜头系统在广角端的纵向球面像差、像散（像散场曲）和畸变。图7B示出变焦镜头系统在远摄端的纵向球面像差、像散（像散场曲）和畸变。描绘了具有波长约为852.1100nm（s线）的光、具有波长约为656.2725nm（c线）的光、具有波长约为587.5600nm（d线）的光和具有波长约为486.1300（f线）的光的纵向球面像差，并描绘了具有波长为587.56nm（d线）的光的像散和畸变。在像散曲线中，虚线表示子午像散，实线表示弧矢像散。
<第四实施例>
图8A和图8B分别示出基于根据第四实施例的设计数据的在广角端和远摄端的图1的变焦镜头系统的构造。表10概述了根据在图8A和图8B中描述的第四实施例的变焦镜头系统的设计数据。
[表10]
表面序号 Rn Dn nd vd
1 18.745 0.750 1.903658 31.315
2 6.697 6.783
3 -17.667 0.750 1.658436 50.8546
4 10.386 2.900 1.92286 20.8804
5 65.713 d5
6(ST) 无穷大 0.000
7 无穷大 0.175 1.523 57.2
8 无穷大 d8
9(ASP) 13.000 3.000 1.497103 81.5596
10(ASP) -36.421 0.200
11 9.923 5.049 1.437001 95.1004
12 -16.930 0.200
13 32.537 0.750 1.737999 32.2613
14 4.897 3.200 1.496997 81.6084
15 10.711 0.513
16(ASP) 6.631 2.057 1.72903 54.0413
17(ASP) 14.716 d17
18 无穷大 2.000 1.51633 64.1
19 无穷大 3.600
20 无穷大 0.000
表11示出在图8A和图8B中描述的变焦镜头系统的非球面系数，表12示出焦距、F数、视角（FOV）和可变距离。
[表11]
表面号 k A B C D
9 0 -2.17E-04 -6.19E-06 -2.65E-08 0
10 0 6.82E-06 -6.12E-06 2.27E-08 0
16 0 1.88E-04 -8.40E-06 0.00E+00 0
17 0 8.55E-04 -9.65E-06 1.50E-07 0
[表12]
可变端 f Fno FOV d5 d8 d17
广角端 3.383 1.225 67.676 9.455 6.918 0.700
远摄端 8.353 2.081 25.353 1.881 0.800 6.815
图9A和图9B分别示出图8A的变焦镜头系统在广角端和图8B的变焦镜头系统在远摄端的像差曲线图。图9A示出变焦镜头系统在广角端的纵向球面像差、像散（像散场曲）和畸变。图9B示出变焦镜头系统在远摄端的纵向球面像差、像散（像散场曲）和畸变。描绘了具有波长约为852.1100nm（s线）的光、具有波长约为656.2725nm（c线）的光、具有波长约为587.5600nm（d线）的光和具有波长约为486.1300（f线）的光的纵向球面像差，并描绘了具有波长为587.56nm（d线）的光的像散和畸变。在像散曲线中，虚线表示子午像散，实线表示弧矢像散。
表13和表14概述了根据条件在各个实施例中的值。
[表13]
[表14]
条件5 条件6 条件7 条件8 条件9
条件 Vd12<55 Nd13>1.90 Vd24>60 Vd26<35 Vd27>75
第一实施例 44.361 1.946 63.855 32.261 81.608
第二实施例 39.683 1.946 63.855 29.845 81.608
第三实施例 44.361 1.946 63.855 32.261 81.608
第四实施例 50.855 1.923 81.560 32.261 81.608
虽然已经参照示例性实施例对本发明构思进行具体地示出和描述，但是本领域普通技术人员将理解，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修改。

Claims (20)

1.一种变焦镜头系统，按照从物方到像方的顺序包括：
第一透镜组，包括至少一个透镜且具有负屈光力；
第二透镜组，包括至少一个透镜且具有正屈光力；
其中，所述变焦镜头系统被构造为通过改变第一透镜组和第二透镜组之间的距离来执行变焦，并且所述变焦镜头系统满足：
2<│f1/fw│<2.5，
0.60<│f1/f2│<0.85，
其中，f1表示第一透镜组的合成焦距，fw表示变焦镜头系统在广角端的总焦距，f2表示第二透镜组的合成焦距，
其中，包括在第二透镜组中的透镜的数量为5。
2.根据权利要求1所述的变焦镜头系统，其中，所述变焦镜头系统的总长度满足：
Tw/D<13.5，
其中，Tw表示变焦镜头系统在广角端的总长度，D表示通过像面中心的像面的对角线长度。
3.根据权利要求1所述的变焦镜头系统，其中，第一透镜组的所述至少一个透镜中的被设置为第二最靠近物方的透镜满足：
Vd12<55，
其中，Vd12表示第一透镜组的所述至少一个透镜中的被设置为第二最靠近物方的透镜在d线的阿贝数。
4.根据权利要求1所述的变焦镜头系统，其中，第一透镜组的所述至少一个透镜中的被设置为第三最靠近物方的透镜满足：
Nd13>1.90，
其中，Nd13表示第一透镜组的所述至少一个透镜中的被设置为第三最靠近物方的透镜在d线的折射率。
5.根据权利要求1所述的变焦镜头系统，其中，第一透镜组的所述至少一个透镜中的被设置为第二最靠近物方的透镜与被设置为第三最靠近物方的透镜形成胶合透镜。
6.根据权利要求1所述的变焦镜头系统，其中，第二透镜组的所述至少一个透镜中的被设置为最靠近物方的透镜满足：
Vd24>60，
其中，Vd24表示第二透镜组的所述至少一个透镜中的被设置为最靠近物方的透镜在d线的阿贝数。
7.根据权利要求1所述的变焦镜头系统，其中，第二透镜组的所述至少一个透镜中的被设置为第三最靠近物方的透镜和被设置为第四最靠近物方的透镜满足：
Vd26<35，
Vd27>75，
其中，Vd26表示第二透镜组的所述至少一个透镜中的被设置为第三最靠近物方的透镜在d线的阿贝数，Vd27表示第二透镜组的所述至少一个透镜中的被设置为第四最靠近物方的透镜在d线的阿贝数。
8.根据权利要求7所述的变焦镜头系统，其中，第二透镜组的所述至少一个透镜中的被设置为第三最靠近物方的透镜和被设置为第四最靠近物方的透镜形成胶合透镜。
9.根据权利要求1所述的变焦镜头系统，其中，包括在第一透镜组中的透镜的数量为3。
10.根据权利要求1所述的变焦镜头系统，其中，第一透镜组按照从物方到像方的顺序包括负透镜、负透镜和正透镜。
11.根据权利要求1所述的变焦镜头系统，其中，第二透镜组按照从物方到像方的顺序包括正透镜、正透镜、负透镜、正透镜和正透镜。
12.根据权利要求1所述的变焦镜头系统，其中，第二透镜组的所述至少一个透镜中的被设置为最靠近物方的透镜包括至少一个非球面。
13.根据权利要求1所述的变焦镜头系统，其中，第二透镜组的所述至少一个透镜中的被设置为最靠近像方的透镜包括至少一个非球面。
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：光圈，设置在第一透镜组和第二透镜组之间；近红外线阻挡滤波器，设置在光圈的面向像方的表面上或者被设置为邻近于光圈的面向像方的表面。
15.一种变焦镜头系统，按照从物方到像方的顺序包括：
第一透镜组，包括至少一个透镜且具有负屈光力；
第二透镜组，包括至少一个透镜且具有正屈光力；
其中，所述变焦镜头系统被构造为通过改变第一透镜组和第二透镜组之间的距离来执行变焦，并且所述变焦镜头系统满足下面的条件：
2<│f1/fw│<2.5，且
2.8<│f2/fw│<3.2，
其中，f1表示第一透镜组的合成焦距，fw表示变焦镜头系统在广角端的总焦距，f2表示第二透镜组的合成焦距，
包括在第二透镜组中的透镜的数量为5。
16.根据权利要求15所述的变焦镜头系统，其中，所述变焦镜头系统满足：
0.60<│f1/f2│<0.85。
17.根据权利要求15所述的变焦镜头系统，其中，所述变焦镜头系统的总长度满足：
Tw/D<13.5，
其中，Tw表示变焦镜头系统在广角端的总长度，D表示通过像面中心的像面的对角线的长度。
18.根据权利要求15所述的变焦镜头系统，其中，第一透镜组的所述至少一个透镜中的被设置为第二最靠近物方的透镜和被设置为第三最靠近物方的透镜形成胶合透镜，且满足：
Vd12<55，
Nd13>1.90，
其中，Vd12表示第一透镜组的所述至少一个透镜中的被设置为第二最靠近物方的透镜在d线的阿贝数，Nd13表示第一透镜组的所述至少一个透镜中的被设置为第三最靠近物方的透镜在d线的折射率。
19.根据权利要求15所述的变焦镜头系统，其中，第二透镜组的所述至少一个透镜中的被设置为最靠近物方的透镜满足：
Vd24>60，
其中，Vd24表示第二透镜组的所述至少一个透镜中的被设置为最靠近物方的透镜在d线的阿贝数。
20.根据权利要求15所述的变焦镜头系统，其中，第二透镜组的所述至少一个透镜中的被设置为第三最靠近物方的透镜和被设置为第四最靠近物方的透镜满足：
Vd26<35，
Vd27>75，
其中，Vd26表示第二透镜组的所述至少一个透镜中的被设置为第三最靠近物方的透镜在d线的阿贝数，Vd27表示第二透镜组的所述至少一个透镜中的被设置为第四最靠近物方的透镜在d线的阿贝数。
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