CN104280865B - 变焦镜头以及包括其的电子装置 - Google Patents

变焦镜头以及包括其的电子装置 Download PDF

Info

Publication number
CN104280865B
CN104280865B CN201410325515.9A CN201410325515A CN104280865B CN 104280865 B CN104280865 B CN 104280865B CN 201410325515 A CN201410325515 A CN 201410325515A CN 104280865 B CN104280865 B CN 104280865B
Authority
CN
China
Prior art keywords
lens
lens group
zoom
positive
zoom lens
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201410325515.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104280865A (zh
Inventor
金镇佑
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samsung Electronics Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Samsung Electronics Co Ltd filed Critical Samsung Electronics Co Ltd
Publication of CN104280865A publication Critical patent/CN104280865A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104280865B publication Critical patent/CN104280865B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/144—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having four groups only
    • G02B15/1445—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having four groups only the first group being negative
    • G02B15/144515—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having four groups only the first group being negative arranged -+++
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/009—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras having zoom function
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/64—Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image
    • G02B27/646—Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image compensating for small deviations, e.g. due to vibration or shake
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0006—Arrays
    • G02B3/0037—Arrays characterized by the distribution or form of lenses
    • G02B3/0062—Stacked lens arrays, i.e. refractive surfaces arranged in at least two planes, without structurally separate optical elements in-between
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0087—Simple or compound lenses with index gradient
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/02—Simple or compound lenses with non-spherical faces
    • G02B3/04—Simple or compound lenses with non-spherical faces with continuous faces that are rotationally symmetrical but deviate from a true sphere, e.g. so called "aspheric" lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B9/00—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
    • G02B9/34—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having four components only
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B17/00—Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor
    • G03B17/02—Bodies
    • G03B17/12—Bodies with means for supporting objectives, supplementary lenses, filters, masks, or turrets
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/55—Optical parts specially adapted for electronic image sensors; Mounting thereof
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B2003/0093—Simple or compound lenses characterised by the shape

Abstract

本公开提供了一种变焦镜头以及包括其的电子装置。按从物体侧到成像侧的顺序，变焦镜头包括具有负折光力的第一透镜组、具有正折光力的第二透镜组、具有正折光力的第三透镜组以及具有正折光力的第四透镜组。当从广角位置变焦到远摄位置时，第一透镜组和第二透镜组之间的间隔减小，第二透镜组和第三透镜组之间的间隔减小，并且第三透镜组和第四透镜组之间的间隔增大。按从物体侧的顺序，第二透镜组包括正透镜、正透镜、正透镜和负透镜。

Description

变焦镜头以及包括其的电子装置
技术领域
一个或多个实施例涉及一种小型且明亮的广角变焦镜头(zoom lens)。
背景技术
在包括采用固态成像器件的摄影装置(photographing device)的电子设备(诸如，数字相机、可互换镜头系统或摄像机)中，使用者要求具有高分辨率和高变焦倍数的摄影装置。此外，由于采用固态成像器件的摄影装置适合于小型化，所以摄影装置近来不仅用于移动电话中，还用于小型信息终端诸如个人数字助理(PDA’s)、手持计算机或平板计算机中。此外，与摄影装置有关的消费者的复杂化一贯地在增加，并且关于具有大直径的广角变焦镜头系统的开发正根据市场需求而不断增加。然而，难以保证摄影装置制作得小型且具有高性能。
发明内容
一个或多个实施例包括一种小型且明亮的变焦镜头。
一个或多个实施例包括一种电子装置，该电子装置包括小型且明亮的变焦镜头。
其它的方面将在以下的描述中被部分地阐述，并将部分地从该描述变得明显，或者可以通过实施给出的实施例而掌握。
根据一个或多个实施例，一种变焦镜头按从物体侧(object side)到成像侧(image side)的顺序包括：第一透镜组，具有负折光力(refractive power)；第二透镜组，具有正折光力；第三透镜组，具有正折光力；以及第四透镜组，具有正折光力。当从广角位置变焦到远摄位置(telephoto position)时，第一透镜组和第二透镜组之间的间隔减小，第二透镜组和第三透镜组之间的间隔减小，并且第三透镜组和第四透镜组之间的间隔增大。第二透镜组按从物体侧的顺序包括正透镜、正透镜、正透镜和负透镜。变焦镜头满足下面的表达式：
0.3≤wFno*fw/f2≤1.25
其中，f2表示第二透镜组的焦距，fw表示处于广角位置的整个变焦镜头的焦距，wFno表示处于广角位置的F数(光圈数)。
第一透镜组可以包括一个或多个负透镜，并且一个或多个负透镜中的至少一个可以满足下面的表达式：
60≤1Vd≤100
其中，1Vd表示第一透镜组的一个或多个负透镜中的至少一个的阿贝(Abbe)数。
变焦镜头可以满足下面的表达式：
1.7≤f3/fw≤21.5
其中，f3表示第三透镜组的焦距，fw表示处于广角位置的整个变焦镜头的焦距。
第四透镜组可以满足下面的表达式：
2.9≤f4/fw≤12
其中，f4表示第四透镜组的焦距，fw表示处于广角位置的整个变焦镜头的焦距。
第一透镜组可以包括正透镜，并且该正透镜的折射率可以满足下面的表达式：
1.9≤1Nd
其中，1Nd表示第一透镜组的正透镜的d线折射率(d-line refractive index)。
第二透镜组可以包括具有弯月形状(meniscus shape)的非球面透镜，该弯月形状具有面向物体侧的凸起表面。
第二透镜组可以包括粘合透镜(cemented lens)。
第三透镜组可以包括具有正折光力的非球面透镜。
第三透镜组可以进行振动校正。
第三透镜组可以包括孔径光阑(aperture diaphragm)。
在变焦期间，第三透镜组和孔径光阑可以在相同的轨迹上移动。
第一透镜组可以包括第一负透镜、第二负透镜和正透镜。
第一透镜组的第一负透镜可以为非球面透镜。
第三透镜组可以包括负透镜和正透镜。
第三透镜组可以包括一个正透镜.
第四透镜组可以包括具有正折光力的非球面透镜。
第四透镜组可以包括弯月透镜，该弯月透镜具有面向物体侧的凸起表面。
第四透镜组可以进行聚焦。
根据一个或多个实施例，一种摄影装置包括变焦镜头和成像元件，该成像元件接收由变焦镜头形成的图像。按从物体侧到成像侧的顺序，变焦镜头包括具有负折光力的第一透镜组、具有正折光力的第二透镜组、具有正折光力的第三透镜组以及具有正折光力的第四透镜组。当从广角位置变焦到远摄位置时，第一透镜组和第二透镜组之间的间隔减小，第二透镜组和第三透镜组之间的间隔减小，并且第三透镜组和第四透镜组之间的间隔增大。按从物体侧的顺序，第二透镜组包括正透镜、正透镜、正透镜和负透镜。变焦镜头可以满足下面的表达式：
0.3≤wFno*fw/f2≤1.25
其中，f2表示第二透镜组的焦距，fw表示处于广角位置的整个变焦镜头的焦距，wFno表示处于广角位置的F数。
第一透镜组可以包括一个或多个负透镜，并且一个或多个负透镜中的至少一个可以满足下面的表达式：
60≤1Vd≤100
其中，1Vd表示第一透镜组的一个或多个负透镜中的至少一个的阿贝数。
变焦镜头可以满足下面的表达式：
1.7≤f3/fw≤21.5
其中，f3表示第三透镜组的焦距，fw表示处于广角位置的整个变焦镜头的焦距。
附图说明
从下面结合附图对实施例的描述，这些和/或其它的方面将变得明显并更容易理解，附图中：
图1是示出根据第一实施例的变焦镜头的广角位置、中间位置和远摄位置的示意图；
图2A和图2B是示出根据第一实施例的变焦镜头在广角位置和远摄位置的球面像差(spherical aberration)、像场弯曲(field curvature)和畸变像差(distortionaberration)的像差图；
图3是示出根据第二实施例的变焦镜头的广角位置、中间位置和远摄位置的示意图；
图4A和图4B是示出根据第二实施例的变焦镜头在广角位置和远摄位置的球面像差、像场弯曲和畸变像差的像差图；
图5是示出根据第三实施例的变焦镜头的广角位置、中间位置和远摄位置的示意图；
图6A和图6B是示出根据第三实施例的变焦镜头在广角位置和远摄位置的球面像差、像场弯曲和畸变像差的像差图；
图7是示出根据第四实施例的变焦镜头的广角位置、中间位置和远摄位置的示意图；
图8A和图8B是示出根据第四实施例的变焦镜头在广角位置和远摄位置的像差的像差图；
图9是示出根据第五实施例的变焦镜头的广角位置、中间位置和远摄位置的示意图；
图10A和图10B是示出根据第五实施例的变焦镜头在广角位置和远摄位置的像差的像差图；以及
图11是示出包括根据实施例的变焦镜头的电子装置的示意图。
具体实施方式
现在将详细参照实施例，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。在这点上，本发明的实施例可以具有不同的形式，而不应被解释为限于这里阐述的说明。因此，以下通过参照附图仅描述了实施例以说明其各方面。诸如“…中的至少一个”的表述，当在一列元件之前时，修饰该元件的整个列，而不修饰该列表的单个元件。
图1是示出根据第一实施例的变焦镜头的广角位置、中间位置和远摄位置的示意图。参照图1，按从物体侧O到图像侧I的顺序，变焦镜头包括具有负折光力的第一透镜组G1、具有正折光力的第二透镜组G2、具有正折光力的第三透镜组G3和具有正折光力的第四透镜组G4。当从广角位置变焦到远摄位置时，第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的间隔可以减小，并且第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的间隔可以增大。
第一透镜组G1可以包括至少一个负透镜。例如，第一透镜组G1可以包括第一负透镜11、第二负透镜12和第三正透镜13。第一透镜组G1可以包括至少一个非球面透镜。例如，第一透镜组G1的第一负透镜11可以为非球面透镜。第一负透镜11可以为双凹透镜或具有面对物体侧O的凹入表面的弯月透镜。第一透镜组G1具有负折光力，因此易于控制由于广角引起的像差，并且变焦镜头可以在尺寸上减小。
第二透镜组G2可以例如包括四个透镜。第二透镜组G2可以例如包括从物体侧O顺序地设置的第四正透镜21、第五正透镜22、第六正透镜23和第七负透镜24。第二透镜组G2包括四个透镜，从而允许实现明亮的变焦镜头。第二透镜组G2可以控制随着光通量增加而发生的球面像差和横向像差。
第三透镜组G3可以包括一个或多个透镜。例如，图1、图3、图5和图7示出第三透镜组G3包括第八正透镜31和第九负透镜32的示例。图9示出第三透镜组G3包括一个正透镜的示例。第三透镜组G3在相对于水平光轴的垂直方向上移动从而校正振动。
第四透镜组G4可以包括一个透镜。例如，第四透镜组G4可以包括第十正透镜41。第四透镜组G4沿着光轴移动从而校正像平面振动并校正焦点位置，从而进行聚焦。仅供参考，各透镜通过仅图1中的附图标记来表示。
另外，根据实施例的变焦镜头可以构造为满足下面的表达式：
0.3≤wFno*fw/f2≤1.25 <表达式1>
其中，f2表示第二透镜组的焦距，fw表示处于广角位置的整个变焦镜头的焦距，wFno表示处于广角位置的F数(F number)。
为了实现明亮的透镜，处于广角位置的变焦镜头的折光力与第二透镜组的折光力的比率是重要的。因此，整个变焦镜头的焦距与第二透镜组的焦距的比率根据表达式1构造，从而实现根据变焦镜头的大直径的稳定系统。在表达式1中，当"wFno*fw/f2"超过上限时，第二透镜组的折光力过度增大，变得难以适当地分配第三透镜组的折光力，因此会难以校正振动。当"wFno*fw/f2"小于下限时，第二透镜组的折光力过度减小，变得难以控制根据变焦镜头的大直径的球面像差。
接下来，根据实施例的变焦镜头可以构造为满足下面的表达式：
60≤1Vd≤100 <表达式2>
其中，1Vd表示第一透镜组中包括的负透镜的阿贝数。
第一透镜组可以包括一个或多个负透镜，并且负透镜中的至少一个可以具有等于或大于60且等于或小于100的阿贝数。例如，第二负透镜12可以具有等于或大于60且等于或小于100的阿贝数。当第一透镜组满足表达式2时，可以减小或消除色差(chromaticaberration)。
根据实施例的变焦镜头可以构造为满足下面的表达式：
1.7≤f3/fw≤21.5 <表达式3>
其中，f3表示第三透镜组的焦距，fw表示处于广角位置的整个变焦镜头的焦距。
在具有大直径的变焦镜头中，变焦放大(zoom magnification)会阻碍像差的控制。为了解决此问题，在实施例中，包括具有正折光力的第二透镜组和第三透镜组，每个透镜组之间的间隔在变焦期间变化，并且像差可以被稳定地控制。
此外，第三透镜组校正振动，第三透镜组包括具有正折光力的透镜，从而减少在振动的校正期间可能发生的分辨率的变化。第三透镜组在相对于水平光轴的垂直方向上移动以便校正振动，并且用于控制振动校正的机构的构造可以通过减少第三透镜组的透镜数而简化。另外，为了改善振动校正的效果，第三透镜组在相对于光轴的垂直方向上的运动行程被适当地调整。表达式3限制了用于防止振动的变焦镜头的折光力。当f3/fw超过上限时，用于校正振动的行程增加，因此防止振动的效果降低。当f3/fw超过下限时，防止了振动，但是难以控制像差。因此，会难以实现具有大直径的变焦镜头。
在变焦光学系统中，第四透镜组G4满足下面的表达式：
2.9≤f4/fw≤12 <表达式4>
其中，f4表示第四透镜组的焦距，fw表示处于广角位置的整个变焦镜头的焦距。
表达式4限制了第四透镜组的焦距与处于广角位置的整个变焦镜头的焦距的比率。当"f4/fw"等于或小于表达式4的下限时，折光力变得过强，并且当根据物体距离进行像平面的校正时像差变化量增大。当"f4/fw"超过表达式4的上限时，为了像平面的校正，第四透镜组沿着光轴的移动距离增加，因此会难以实现变焦镜头的小型化。
第一透镜组可以包括至少一个正透镜。至少一个正透镜可以构造为满足下面的表达式：
1.9≤1Nd <表达式5>
其中，1Nd表示第一透镜组的正透镜的d线折射率。
为了增大第一透镜组G1的折光力，第一透镜组中包括的负透镜可以形成为双凹透镜，具有正折光力的透镜的折光力可以被增大。折光力可以通过由具有1.9或更大的折射率的材料形成第一透镜组的正透镜而增大。当第一透镜组的正透镜由具有1.9或更小的折射率的材料形成时，透镜具有尖锐的曲率半径，因此会难以加工透镜。
另外，第二透镜组G2可以具有弯月形状的非球面透镜，该弯月形状具有面向物体侧O的凸起表面。当为了实现明亮镜头而制作大光圈时，第二透镜组的中心光通量与其它透镜组相比最大，并且球面像差可以通过在第二透镜组中采用非球面透镜而容易校正。此外，为了实现广角和大光圈，轴向像差和离轴像差(off-axial aberration)可以通过在第二透镜组中采用弯月形状的非球面透镜来控制，该弯月形状具有面向物体侧的凸起表面。
第二透镜组G2可以包括粘合透镜。粘合透镜可以包括正透镜和负透镜。按从物体侧的顺序，第二透镜组例如包括正透镜、正透镜、正透镜和负透镜，从而允许易于控制像差。此外，粘合透镜可以校正色差。
第三透镜组G3可以包括具有正折光力的至少一个非球面透镜。
在4组类型的变焦镜头中，第三透镜组G3和孔径光阑ST在相同的轨迹上移动，从而在通过第二透镜组校正球面像差之后校正球面像差的剩余量。此外，第三透镜组在相对于光轴的垂直方向上移动以校正振动。此外，第三透镜组可以通过采用具有正折光力的非球面透镜来控制像差并校正珀兹伐和(Petzval sum)。
在第三透镜组移动以便校正振动期间，图像、球面像差和珀兹伐和被满意地校正。也就是，当为了球面像差和振动的校正而移动透镜组时，抑制了在像平面的中央部分中发生的偏心彗差(eccentric coma aberration)。此外，在移动第三透镜组(其是振动校正组)时在像平面的周边中发生的像场弯曲可以通过校正珀兹伐和而被抑制。
此外，由于第三透镜组与孔径光阑一起移动，所以用于校正振动的机械构造可以被简化，并且透镜筒的尺寸可以被减小。孔径光阑和快门设置在第三透镜组的物体侧上，并且孔径光阑和快门在与第三透镜组相同的轨迹上移动，从而简化电子控制和机械构造，并降低整个变焦镜头的制造成本。
第四透镜组G4可以根据物体距离的变化来进行聚焦。第四透镜组G4可以包括弯月透镜，该弯月透镜具有面向物体侧的凸起表面。第四透镜组G4具有弯月形状，该弯月形状具有面向物体侧的凸起表面，从而在进行聚焦时允许像场弯曲的容易校正并减小像差根据物体距离的变化。
第四透镜组G4可以包括具有正折光力的非球面透镜。因此，可以易于校正像差，并可以易于控制入射在像平面上的光束的入射角。
为了在照相机镜头系统中实现小型化和成本降低，镜头被简单地驱动。当进行聚焦用于补偿根据物体距离的像平面变化时，通过移动第四透镜组(其最靠近像平面)进行聚焦，因此像差根据像平面的补偿而很少地变化，并且用于移动第四透镜组的机构可以被简化，从而促进变焦镜头的小型化和成本降低。
另外，在实施例中提到的非球面表面的定义如下。
当光轴方向为沿着x轴、垂直于光轴方向的方向为沿着y轴并且光束的行进方向为正方向时，根据实施例的变焦镜头的非球面表面的形状可以由下面的表达式表示。这里，x表示在光轴方向上距透镜顶点的距离，y表示在垂直于光轴方向的方向上的距离，K表示二次常数，A、B、C和D的每个表示非球面系数，c表示在透镜的顶点处的曲率半径R的倒数(也就是，1/R)。
<表达式5>
具体地，变焦镜头的小型化和广角可以通过根据以下的各种设计的实施例来实现。
在下文，f表示变焦镜头的焦距，Fno表示F数，2ω表示视角，R表示曲率半径，Dn表示透镜的中心的厚度或透镜之间的间隔，Nd表示折射率，Vd表示阿贝数。此外，ST表示孔径光阑，D1、D2、D3、D4、D5和D6表示可变距离，并且*表示非球面表面。在每个实施例中，距离的单位为mm。还没有被描述的符号P可以表示滤镜或盖玻璃(cover glass)。例如，滤镜可以包括低通滤镜和IR截止滤镜(IR-cut filter)中的至少一个。然而，成像透镜可以构造为没有滤镜。在每个实施例中，透镜平面编号i从物体侧O到图像侧I被顺序地连续使用。
<第一实施例>
图1是示出根据第一实施例的变焦镜头的广角位置、中间位置和远摄位置的示意图，表1示出第一实施例的设计数据。
[表1]
f：10.20～19.54～29.08；Fno：1.21～1.81～2.52；2ω：76.20～44.53～30.76
透镜平面 曲率半径 厚度 折射率(Nd) 阿贝数(Vd)
1* -58.384 1.20 1.773 49.62
2* 14.867 4.43
3 -49.440 1.20 1.437 95.10
4 76.488 0.10
5 40.035 2.21 1.946 17.98
6 391.262 D1
7* 30.920 2.27 1.775 49.13
8* 84.769 0.10
9 26.342 2.03 1.773 49.62
10 48.119 0.10
11 17.747 3.15 1.773 49.62
12 49.471 1.20 2.003 19.32
13 18.425 D2
ST 无穷大 2.00
15* 16.557 4.31 1.862 37.59
16* -32.873 0.30
17 -426.609 1.58 1.872 22.51
18 15.832 D3
19* 22.740 3.33 1.773 49.62
20* 539.406 D4
21 无穷大 1.00 1.517 64.20
22 无穷大 D5
23 无穷大
表2示出关于根据第一实施例的变焦镜头的非球面系数的数据。
[表2]
表3示出关于在变焦期间的可变距离的数据。
[表3]
可变距离 广角位置 中间位置 远摄位置
D1 14.91 2.91 0.50
D2 8.26 3.97 3.75
D3 7.13 20.78 36.63
D4 5.17 6.73 3.86
D5 2.00 2.00 2.00
图2A和图2B是示出根据第一实施例的变焦镜头在广角位置和远摄位置的球面像差、像场弯曲和畸变像差的像差图。作为像场弯曲，示出了切向像场弯曲(tangentialfield curvature，T)和径向像场弯曲(sagittal field curvature，S)。
<第二实施例>
图3是示出根据第二实施例的变焦镜头的广角位置、中间位置和远摄位置的示意图，表4示出第二实施例的设计数据。
[表4]
f:10.28～19.68～29.28；Fno:1.62～2.42～3.33；2ω:75.78～44.24～30.56
透镜平面 曲率半径 厚度 折射率(Nd) 阿贝数(Vd)
1* 31.688 1.20 1.805 40.90
2* 11.596 7.80
3 -17.642 0.95 1.618 63.40
4 375.612 0.10
5 48.703 1.86 2.104 17.02
6 566.784 D1
7* 28.388 2.20 1.801 44.79
8* 94.870 0.10
9 30.438 2.23 1.699 53.62
10 475.041 0.10
11 17.670 3.15 1.733 51.60
12 -249.728 0.95 1.776 25.00
13 13.804 D2
ST 无穷大 2.00
15* 18.380 3.18 1.772 1.48
16* -21.762 0.20
17 -102.544 0.95 1.895 31.46
18 23.796 D3
19* 56.532 3.15 1.497 81.61
20* 695.791 D4
21 无穷大 1.00 1.517 64.20
22 无穷大 D5
23 无穷大
表5示出关于根据第二实施例的变焦镜头的非球面系数的数据。
[表5]
表6示出关于根据第二实施例的变焦镜头在变焦期间的可变距离的数据。
[表6]
可变距离 广角位置 中间位置 远摄位置
D1 16.99 4.88 0.50
D2 5.21 4.79 3.75
D3 7.13 21.13 31.94
D4 5.54 3.22 3.86
D5 1.00 1.00 1.00
图4A和图4B是示出根据第二实施例的变焦镜头在广角位置和远摄位置的球面像差、像场弯曲和畸变像差的像差图。
<第三实施例>
图5是示出根据第三实施例的变焦镜头的广角位置、中间位置和远摄位置的示意图，表7示出第三实施例的设计数据。
[表7]
f:10.28～19.69～29.28；Fno:1.80～2.93～4.07；2ω:75.76～44.23～30.56
透镜平面 曲率半径 厚度 折射率(Nd) 阿贝数(Vd)
1* 22.943 1.20 1.805 40.90
2* 9.019 6.20
3 -10.983 0.80 1.497 81.61
4 64.918 0.27
5 31.941 1.83 2.003 19.32
6 243.757 D1
7* 38.010 1.01 1.829 22.93
8* 23.137 0.10
9 16.385 2.98 1.771 49.71
10 -110.993 0.10
11 19.879 3.04 1.773 49.62
12 -36.435 1.15 1.985 22.01
13 176.741 D2
ST 无穷大 2.00
15* -1533.443 2.07 1.794 38.04
16* -14.470 0.30
17 -13.805 0.90 1.910 26.89
18 -59.594 D3
19* 33.579 2.03 1.690 53.00
20* 300.000 D4
21 无穷大 1.00 1.517 64.20
22 无穷大 D5
23 无穷大
表8示出关于根据第三实施例的变焦镜头的非球面系数的数据。
[表8]
表9示出关于根据第三实施例的变焦镜头在变焦期间的可变距离的数据。
[表9]
可变距离 广角位置 中间位置 远摄位置
D1 9.57 3.00 0.50
D2 4.51 4.15 3.75
D3 4.51 4.15 3.75
D4 7.13 22.25 36.23
D5 1.00 1.00 1.00
图6A和图6B是示出根据第三实施例的变焦镜头在广角位置和远摄位置的球面像差、像场弯曲和畸变像差的像差图。
<第四实施例>
图7是示出根据第四实施例的变焦镜头的广角位置、中间位置和远摄位置的示意图，并且表10示出第四实施例的设计数据。
[表10]
f:10.26～19.86～29.27；Fno:1.60～2.38～3.28；2ω:75.84～43.86～30.57
透镜平面 曲率半径 厚度 折射率(Nd) 阿贝数(Vd)
1* 27.823 1.20 1.805 40.90
2* 12.079 6.98
3 -15.562 1.00 1.497 81.61
4 60.859 0.10
5 31.602 1.97 2.003 19.32
6 92.687 D1
7* 15.172 2.50 1.690 53.00
8* 26.081 0.10
9 18.190 1.94 1.730 51.78
10 14.026 0.10
11 11.573 3.56 1.729 54.67
12 59.145 1.00 80.518 25.46
13 11.026 D2
ST 无穷大 2.00
15* 11.772 4.37 1.774 47.17
16* -22.319 0.30
17 99.584 1.66 80.543 27.22
18 13.048 D3
19* 35.490 1.91 1.690 53.00
20* 300.000 D4
21 无穷大 1.00 1.517 64.20
22 无穷大 D5
23 无穷大
表11示出关于根据第四实施例的变焦镜头的非球面系数的数据。
[表11]
表12示出关于根据第四实施例的变焦镜头在变焦期间的可变距离的数据。
[表12]
可变距离 广角位置 中间位置 远摄位置
D1 17.55 5.40 0.50
D2 2.34 3.20 3.75
D3 8.86 23.29 35.44
D4 5.55 3.64 3.86
D5 1.00 1.00 1.00
图8A和图8B示出根据第四实施例的变焦镜头在广角位置和远摄位置的球面像差、像场弯曲和畸变像差。
<第五实施例>
图9是示出根据第五实施例的变焦镜头的广角位置、中间位置和远摄位置的示意图，表13示出第五实施例的设计数据。
[表13]
f：10.65～20.4～30.35；Fno：1.47～2.55～3.49；2ω：73.90～44.47～29.57
透镜平面 曲率半径 厚度 折射率(Nd) 阿贝数(Vd)
1* 135.108 1.10 1.805 40.90
2* 11.920 6.16
3 -21.300 0.80 1.593 68.62
4 -55.705 0.10
5 42.560 2.12 2.104 17.20
6 243.369 D1
7* 25.486 2.75 1.690 53.00
8* 62.982 0.10
9 19.691 3.35 1.911 35.25
10 450.306 0.47
11 17.386 4.30 1.729 54.67
12 -163.653 0.82 1.923 20.88
13 9.593 D2
ST 无穷大 1.80
15* 22.520 2.17 1.771 47.10
16* 303.685 D3
17 21.908 2.48 1.719 52.39
18 84.428 D4
19 无穷大 0.50 1.517 64.20
20 无穷大 0.50
21 无穷大 0.50 1.517 64.20
22 无穷大 D5
23 无穷大
表14示出关于根据第五实施例的变焦镜头的非球面系数的数据。
[表14]
表15示出关于根据第五实施例的变焦镜头在变焦期间的可变距离的数据。
[表15]
可变距离 广角位置 中间位置 远摄位置
D1 18.07 5.03 0.80
D2 6.38 4.22 3.50
D3 7.00 21.82 35.81
D4 5.29 4.93 4.21
D5 1.50 1.50 1.50
表16示出第一至第五实施例满足上述的表达式1至表达式5。
[表16]
根据实施例的变焦镜头可以实现小型且明亮的镜头。根据实施例的变焦镜头可以应用于电子装置，诸如数字静物摄影机、单镜头反射相机、摄像机或个人数字助理(PDA)，其采用诸如CCD或CMOS成像器件的固态成像器件。
图11是示出包括根据实施例的变焦镜头100的电子装置110的示意图。以上参照图1至图10描述的实施例可以应用于变焦镜头100。电子装置110包括变焦镜头100和成像元件112，成像元件112将由变焦镜头100聚集的光转换成电图像信号(也就是，光电转换)。电子装置110可以包括记录单元113和取景器114，记录单元113记录通过光电转换由成像元件112形成的物体图像所对应的信息，取景器114用于观察物体图像。这里，示出其中取景器114和显示单元115被单独地包括的示例，但是可以仅包括显示单元115而不包括取景器114。图11所示的电子装置110仅是示例，而不应被解释为进行限制。这里描述的实施例可以应用于各种光学和/或电子装置，诸如数字照相机或智能电话相机。包括小型、低价且明亮变焦镜头的电子装置可以通过将这里描述的变焦镜头应用到电子装置诸如数字照相机或移动电话相机来提供。
应当理解，这里描述的示范性实施例应当仅以描述性的含义来考虑，而不是为了限制的目的。每个实施例内的特征或方面的描述应当通常被认为可用于其它实施例中的其它类似的特征或方面。
这里引用的所有参考文件(包括出版物、专利申请和专利)通过引用结合于此至这样的程度，如同每个参考文件单独地且具体地表示为通过引用结合且在这里被完整阐述。
为了促进对本发明原理的理解的目的，已经参照附图中示出的实施例，并且特定的语言被用于描述这些实施例。然而，此特定的语言不旨在限制本发明的范围，本发明应当被解释为涵盖本领域普通技术人员通常会想到的所有实施例。每个实施例内的特征或方面的描述应当通常被认为可以用于其它实施例中的其它类似的特征或方面，除非另外地说明。这里所用的术语是为了描述特定实施例的目的，而不旨在限制本发明的示范性实施例。在实施例的描述中，对现有技术的某些具体说明当认为其会不必要地使本发明的本质模糊时被省略。
这里提供的任何和所有的示例或示范性语言(例如，“诸如”)的使用仅旨在更好地说明本发明，而不对本发明的范围施加限制，除非另外地要求。许多修改和改变将对于本领域普通技术人员来说是明显，而没有脱离如权利要求书限定的本发明范围。因此，本发明的范围不是由本发明的具体描述限定，而是由权利要求书限定，在该范围内的所有差异将被解释为被包括在本发明中。
除非元件被具体描述为“必需的”或“关键的”，项目或部件对于本发明的实施都不是必需的。还将认识到，这里使用的术语“包括”、“包含”和“具有”、“含有”特别旨在被理解为开放性的技术术语。在描述本发明的上下文中所用的“一”、“该”和类似的指示语(特别在权利要求书的上下文中)将被解释为涵盖单数和复数两者，除非上下文另外清楚地表示。此外，应当理解，尽管这里可以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件，但是这些元件不应受到这些术语限制，这些术语仅用于将一个元件与另一个区别开。此外，这里记载的数值范围仅旨在用作分别单独地引用落入该范围内的每个单独值的简写方法，除非这里另外地表述，并且每个单独值被并入到本说明书中，如同它在这里被单独地记载一样。
本申请要求于2013年7月9日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2013-0080354的优先权权益，其公开内容通过引用整体地结合于此。

Claims (15)

1.一种变焦镜头，按从物体侧到成像侧的顺序包括：
第一透镜组，具有负折光力；
第二透镜组，具有正折光力；
第三透镜组，具有正折光力；以及
第四透镜组，具有正折光力，
其中，当从广角位置变焦到远摄位置时，所述第一透镜组和所述第二透镜组之间的间隔减小，所述第二透镜组和所述第三透镜组之间的间隔减小，并且所述第三透镜组和所述第四透镜组之间的间隔增大，
其中按从所述物体侧的顺序，所述第二透镜组包括正透镜、正透镜、正透镜和负透镜，并且
其中所述变焦镜头满足下面的表达式：
0.3≤wFno*fw/f2≤1.25
其中，f2表示所述第二透镜组的焦距，fw表示处于所述广角位置的整个变焦镜头的焦距，wFno表示处于所述广角位置的F数，
其中所述第二透镜组的具有折射力的透镜共4片。
2.如权利要求1所述的变焦镜头，其中所述第一透镜组包括一个或多个负透镜，并且所述一个或多个负透镜中的至少一个满足下面的表达式：
60≤1Vd≤100
其中，1Vd表示所述第一透镜组的所述一个或多个负透镜中的至少一个的阿贝数。
3.如权利要求1所述的变焦镜头，其中所述变焦镜头满足下面的表达式：
1.7≤f3/fw≤21.5
其中，f3表示所述第三透镜组的焦距，fw表示处于所述广角位置的整个变焦镜头的焦距。
4.如权利要求1所述的变焦镜头，其中所述第四透镜组满足下面的表达式：
2.9≤f4/fw≤12
其中，f4表示所述第四透镜组的焦距，fw表示处于所述广角位置的整个变焦镜头的焦距。
5.如权利要求1至4中任一项所述的变焦镜头，其中所述第一透镜组包括正透镜，并且所述正透镜的折射率满足下面的表达式：
1.9≤1Nd
其中，1Nd表示所述第一透镜组的所述正透镜的d线折射率。
6.如权利要求1至4中任一项所述的变焦镜头，其中所述第二透镜组包括具有弯月形状的非球面透镜，该弯月形状具有朝向所述物体侧的凸起表面。
7.如权利要求1至4中任一项所述的变焦镜头，其中所述第二透镜组包括粘合透镜。
8.如权利要求1至4中任一项所述的变焦镜头，其中所述第三透镜组包括具有正折光力的非球面透镜。
9.如权利要求1至4中任一项所述的变焦镜头，其中所述第三透镜组进行振动校正。
10.如权利要求1至4中任一项所述的变焦镜头，其中所述第三透镜组包括孔径光阑。
11.如权利要求10所述的变焦镜头，其中所述第三透镜组和所述孔径光阑在变焦期间在相同的轨迹上移动。
12.如权利要求1至4中任一项所述的变焦镜头，其中所述第一透镜组包括第一负透镜、第二负透镜和正透镜。
13.如权利要求12所述的变焦镜头，其中所述第一透镜组的所述第一负透镜是非球面透镜。
14.如权利要求1至4中任一项所述的变焦镜头，其中所述第三透镜组包括负透镜和正透镜。
15.一种摄影装置，包括：
变焦镜头；和
成像元件，接收由所述变焦镜头形成的图像，
其中按从物体侧到成像侧的顺序，所述变焦镜头包括具有负折光力的第一透镜组、具有正折光力的第二透镜组、具有正折光力的第三透镜组以及具有正折光力的第四透镜组，
其中，当从广角位置变焦到远摄位置时，所述第一透镜组和所述第二透镜组之间的间隔减小，所述第二透镜组和所述第三透镜组之间的间隔减小，并且所述第三透镜组和所述第四透镜组之间的间隔增大，
其中按从所述物体侧的顺序，所述第二透镜组包括正透镜、正透镜、正透镜和负透镜，并且
其中所述变焦镜头满足下面的表达式：
0.3≤wFno*fw/f2≤1.25
其中，f2表示所述第二透镜组的焦距，fw表示处于所述广角位置的整个变焦镜头的焦距，wFno表示处于所述广角位置的F数，
其中所述第二透镜组的具有折射力的透镜共4片。
CN201410325515.9A 2013-07-09 2014-07-09 变焦镜头以及包括其的电子装置 Expired - Fee Related CN104280865B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2013-0080354 2013-07-09
KR1020130080354A KR102052126B1 (ko) 2013-07-09 2013-07-09 줌 렌즈 및 이를 포함한 촬영 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104280865A CN104280865A (zh) 2015-01-14
CN104280865B true CN104280865B (zh) 2018-06-05

Family

ID=52255903

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410325515.9A Expired - Fee Related CN104280865B (zh) 2013-07-09 2014-07-09 变焦镜头以及包括其的电子装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9435987B2 (zh)
KR (1) KR102052126B1 (zh)
CN (1) CN104280865B (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016121903A1 (ja) * 2015-01-30 2016-08-04 株式会社ニコン 変倍光学系、光学機器及び変倍光学系の製造方法
WO2016121945A1 (ja) * 2015-01-30 2016-08-04 株式会社ニコン 変倍光学系、光学機器及び変倍光学系の製造方法
CN107132643B (zh) * 2016-02-26 2020-01-17 亚太精密工业(深圳)有限公司 广角镜头
CN105702877B (zh) 2016-04-05 2018-11-06 深圳市华星光电技术有限公司 Oled显示面板及其制备方法
KR102454919B1 (ko) * 2016-05-13 2022-10-14 한화테크윈 주식회사 줌 렌즈계
JP6818525B2 (ja) * 2016-11-25 2021-01-20 キヤノン株式会社 ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP7016701B2 (ja) * 2018-01-09 2022-02-07 キヤノン株式会社 ズームレンズ及びそれを有する撮像装置、撮像システム
CN110426814B (zh) * 2019-07-10 2021-07-20 浙江大华技术股份有限公司 一种镜头
WO2021189463A1 (zh) * 2020-03-27 2021-09-30 天津欧菲光电有限公司 光学成像系统、成像模组、电子装置及驾驶装置
CN115291376B (zh) * 2022-10-10 2023-04-07 江西联益光学有限公司 变焦镜头

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007156078A (ja) * 2005-12-05 2007-06-21 Pentax Corp ズームレンズ系
CN102338927A (zh) * 2010-07-14 2012-02-01 佳能株式会社 变焦透镜和装备有变焦透镜的图像拾取设备
JP2013008064A (ja) * 2008-07-02 2013-01-10 Panasonic Corp ズームレンズ系、撮像装置及びカメラ

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006138969A (ja) * 2004-11-11 2006-06-01 Konica Minolta Photo Imaging Inc 変倍光学系
JP2007327991A (ja) * 2006-06-06 2007-12-20 Olympus Imaging Corp ズームレンズ及びそれを備えた撮像装置
WO2010001545A1 (ja) * 2008-07-02 2010-01-07 パナソニック株式会社 ズームレンズ系、撮像装置及びカメラ
US8537268B2 (en) * 2008-07-02 2013-09-17 Panasonic Corporation Zoom lens system, imaging device and camera
JP2010145466A (ja) * 2008-12-16 2010-07-01 Olympus Imaging Corp ズームレンズ及びそれを用いた撮像装置
JP5340759B2 (ja) * 2009-02-02 2013-11-13 パナソニック株式会社 ズームレンズ系、交換レンズ装置、及びカメラシステム
JP5377032B2 (ja) * 2009-04-02 2013-12-25 キヤノン株式会社 ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
KR101660841B1 (ko) * 2009-10-28 2016-09-28 삼성전자주식회사 줌 렌즈 및 이를 구비한 촬상 장치
JP5713227B2 (ja) 2010-04-27 2015-05-07 株式会社ニコン ズームレンズ、光学機器及びズームレンズの製造方法
US9329371B2 (en) 2010-04-27 2016-05-03 Nikon Corporation Zoom lens, optical apparatus and method of manufacturing zoom lens
JP5513248B2 (ja) * 2010-04-28 2014-06-04 富士フイルム株式会社 投写用ズームレンズおよび投写型表示装置
JP5273172B2 (ja) * 2011-02-08 2013-08-28 株式会社ニコン ズームレンズ、光学装置、ズームレンズの製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007156078A (ja) * 2005-12-05 2007-06-21 Pentax Corp ズームレンズ系
JP2013008064A (ja) * 2008-07-02 2013-01-10 Panasonic Corp ズームレンズ系、撮像装置及びカメラ
CN102338927A (zh) * 2010-07-14 2012-02-01 佳能株式会社 变焦透镜和装备有变焦透镜的图像拾取设备

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150006936A (ko) 2015-01-20
US9435987B2 (en) 2016-09-06
US20150015956A1 (en) 2015-01-15
CN104280865A (zh) 2015-01-14
KR102052126B1 (ko) 2019-12-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104280865B (zh) 变焦镜头以及包括其的电子装置
CN102216825B (zh) 变焦透镜系统和包含变焦透镜系统的相机
JP5556815B2 (ja) 変倍レンズ系
EP2690481A1 (en) Zoom lens and imaging apparatus including the same
CN102902051B (zh) 变焦镜头和具有该变焦镜头的拍摄装置
CN102645721A (zh) 成像镜头和成像设备
CN101852912B (zh) 变焦透镜系统和包含变焦透镜系统的图像拾取装置
CN106468826B (zh) 变焦透镜以及包含变焦透镜的图像拾取装置
CN102262291A (zh) 变焦透镜系统
CN104423025B (zh) 变焦镜头和电子装置
KR20120044029A (ko) 줌렌즈 및 이를 구비한 촬영 장치
WO2006033280A1 (ja) ズームレンズ系、撮像装置及びカメラ
KR20150062803A (ko) 줌 렌즈 및 이를 포함한 촬영 장치
CN102053346B (zh) 变焦镜头和包括所述变焦镜头的图像拾取装置
JP2005134746A (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
CN108227162B (zh) 变焦透镜及其控制设备以及图像拾取装置
CN102472887A (zh) 变焦透镜系统、可更换镜头装置及相机系统
CN102472886A (zh) 变焦透镜系统、可更换镜头装置及相机系统
CN102023373B (zh) 变焦镜头系统和包括所述变焦镜头系统的成像设备
JP2004294910A (ja) 二焦点レンズ
KR20150060398A (ko) 줌 렌즈 및 이를 포함한 촬영 장치
JP2005062227A (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP5866190B2 (ja) ズームレンズ及び撮像装置
JP2008059000A (ja) ズームレンズおよび撮像装置
JP2005308905A (ja) 変倍光学系

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20180605

Termination date: 20210709