CN104423025A - 变焦镜头和电子装置 - Google Patents

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CN104423025A CN201410457978.0A CN201410457978A CN104423025A CN 104423025 A CN104423025 A CN 104423025A CN 201410457978 A CN201410457978 A CN 201410457978A CN 104423025 A CN104423025 A CN 104423025A
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Abstract

描述了一种变焦镜头。该变焦镜头按从物侧起的顺序包括：第一透镜组，该第一透镜组包括至少两个负透镜和单个正透镜，该第一透镜组具有负折光力；第二透镜组，该第二透镜组包括多个透镜，该第二透镜组的至少一个校正透镜可在与光轴相交的表面中移动以执行图像抖动校正，该第二透镜组具有正折光力；第三透镜组，该第三透镜组包括单个负透镜，该第三透镜组具有负折光力；以及第四透镜组，该第四透镜组具有正折光力。

Description

变焦镜头和电子装置
相关申请的交叉引用
本申请要求2013年9月10日在日本专利局递交的2013-187717号日本专利申请和2014年2月18日在韩国知识产权局递交的10-2014-0018657号韩国专利申请的优先权，这里通过引用将这些申请的公开内容全部并入。
技术领域
本公开的各种实施例涉及变焦镜头和电子装置。
背景技术
使用诸如电荷耦合器件(charge-coupled device，CCD)型图像传感器和互补金属氧化物半导体(complementary metal-oxide semiconductor，CMOS)型图像传感器之类的固态成像器件的成像装置已被广泛使用。这些成像装置包括数字静态相机、视频相机和可更换镜头相机。另外，使用固态成像器件的成像装置适合于微型化，从而，近年来，这些成像装置已被应用到诸如蜂窝电话和智能电话之类的小型信息终端。例如，就高分辨率和宽视角而言，用户要求高性能成像装置。另外，消费者关于相机的专门知识也在不断增长。
整体上具有负折光力的透镜组处于前导位置的负极(negative lead)型变焦镜头可相对较容易实现广角和前导位置的透镜的直径的微型化，从而其被广泛使用。
在这种负极型变焦镜头中，在从广角位置到摄远位置的变焦期间，希望有高光学性能。
发明内容
本公开的各种实施例包括一种变焦镜头，其具有高变焦速率并且能够适当地校正在变焦和图像抖动校正期间由于像平面的偏移而生成的像差。
本公开的一个或多个实施例包括一种紧凑且轻量型的变焦镜头。
本公开的一个或多个实施例包括一种电子装置，该电子装置包括一种变焦镜头，该变焦镜头具有高变焦速率并且能够适当地校正在变焦和图像抖动校正期间由于像平面的偏移而生成的像差。
本公开的一个或多个实施例包括一种电子装置，该电子装置包括一种紧凑且轻量型的变焦镜头。
另外的实施例一部分将在接下来的描述中记载，一部分将通过描述而清楚显现，或者可通过实践给出的实施例来获知。
根据一个或多个实施例，一种变焦镜头按从物侧起的顺序包括：第一透镜组，该第一透镜组包括至少两个负透镜和单个正透镜，该第一透镜组具有负折光力；第二透镜组，该第二透镜组包括多个透镜，该第二透镜组的至少一个校正透镜可在与光轴相交的表面上移动以执行图像抖动校正，该第二透镜组具有正折光力；第三透镜组，该第三透镜组包括单个负透镜，该第三透镜组具有负折光力；以及第四透镜组，该第四透镜组具有正折光力，其中，第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组之间的间隔在从广角位置到摄远位置的变焦期间被改变，并且该变焦镜头满足以下条件：
0.05<M4/M2<1.0，以及
0.8<f4/ft<5.0，
其中M2表示在从广角位置到摄远位置的变焦期间第二透镜组在朝着光轴的方向上的移动量，M4表示在从广角位置到摄远位置的变焦期间第四透镜组在朝着光轴的方向上的移动量，f4表示第四透镜组的合成焦距，并且ft表示在摄远位置的总焦距。
可在第二透镜组内位于最邻近像侧之处的校正透镜可被在与光轴相交的表面中移动以执行图像抖动校正。
按从物侧起的顺序可位于第三位置的校正透镜可被在与光轴相交的表面中移动以执行图像抖动校正。
第三透镜组的负透镜可以是双凹透镜。
第三透镜组的负透镜可具有至少一个非球面表面。
第四透镜组可包括单个正透镜。
第四透镜组的正透镜可以是在像侧凸起的弯月形透镜。
变焦镜头可满足以下条件：
1.65<nd3，以及
0.005<nd3-nd4，
其中nd3表示第三透镜组的负透镜在d线的折射率，并且nd4表示第四透镜组的正透镜在d线的折射率。
变焦镜头可满足以下条件：
0.55<M3/M2<1.0，
其中M2表示在从广角位置到摄远位置的变焦期间第二透镜组在朝着光轴的方向上的移动量，并且M3表示在从广角位置到摄远位置的变焦期间第三透镜组在朝着光轴的方向上的移动量。
变焦镜头可满足以下条件：
0.1<|f3/ft|<0.8，
其中f3表示第三透镜组的焦距，并且ft表示在摄远位置的总焦距。
第二透镜组按从物侧起的顺序可包括具有正折光力的第一透镜、具有正折光力的第二透镜以及具有正折光力的第三透镜。
变焦镜头可满足以下条件：
0.1<f2/ft<0.8，
其中f2表示第二透镜组的焦距，并且ft表示在摄远位置的总焦距。
第二透镜组的第一透镜可以是双凸透镜并且可具有至少一个非球面表面。
第二透镜组的第二透镜可以是按从物侧起的顺序包括负透镜和正透镜的胶合透镜。
变焦镜头可满足以下条件：
2.0<f5/f2<20.0，
其中f5表示第二透镜组的第二透镜的焦距，并且ft表示在摄远位置的总焦距。
一孔径光阑可布置在第二透镜组的第一透镜与第二透镜组的第二透镜之间。
第一透镜组按从物侧起的顺序可包括朝着物侧凸起的负透镜、双凹负透镜和朝着物侧凸起的正透镜。
第一透镜组中包括的透镜中的至少一个可以是非球面透镜。
变焦镜头可满足以下条件：
0.2<|f1/ft|<0.8，
其中f1表示第一透镜组的焦距，并且ft表示在摄远位置的总焦距。
根据一个或多个实施例，一种电子装置包括变焦镜头和捕捉由变焦镜头形成的图像的固态成像器件。变焦镜头按从物侧起的顺序包括：第一透镜组，该第一透镜组包括至少两个负透镜和单个正透镜，该第一透镜组具有负折光力；第二透镜组，该第二透镜组包括多个透镜，该第二透镜组的至少一个校正透镜可在与光轴相交的表面上移动以执行图像抖动校正，该第二透镜组具有正折光力；第三透镜组，该第三透镜组包括单个负透镜，该第三透镜组具有负折光力；以及第四透镜组，该第四透镜组具有正折光力，其中，第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组之间的间隔在从广角位置到摄远位置的变焦期间被改变，并且变焦镜头满足以下条件：
0.05<M4/M2<1.0，以及
0.8<f4/ft<5.0，
其中M2表示在从广角位置到摄远位置的变焦期间第二透镜组在朝着光轴的方向上的移动量，M4表示在从广角位置到摄远位置的变焦期间第四透镜组在朝着光轴的方向上的移动量，f4表示第四透镜组的合成焦距，并且ft表示在摄远位置的总焦距。
附图说明
通过以下结合附图对各种实施例的描述，这些和/或其他实施例将变得清楚并且更容易明白，附图中：
图1是根据实施例的变焦镜头的视图；
图2是处于广角位置(W)、中间位置(M)和摄远位置(T)的图1的变焦镜头的布置；
图3示出了处于广角位置(W)、中间位置(M)和摄远位置(T)的图1的变焦镜头的球面像差、像散场曲和畸变；
图4A示出了处于广角位置(W)的图1的变焦镜头的横向像差；
图4B示出了处于摄远位置(T)的图1的变焦镜头的横向像差；
图5根据另一实施例示出了处于广角位置(W)、中间位置(M)和摄远位置(T)的变焦镜头的布置；
图6示出了处于广角位置(W)、中间位置(M)和摄远位置(T)的图5的变焦镜头的球面像差、像散场曲和畸变；
图7A示出了处于广角位置(W)的图5的变焦镜头的横向像差；
图7B示出了处于摄远位置(T)的图5的变焦镜头的横向像差；
图8根据另一实施例示出了处于广角位置(W)、中间位置(M)和摄远位置(T)的变焦镜头的布置；
图9示出了处于广角位置(W)、中间位置(M)和摄远位置(T)的图8的变焦镜头的球面像差、像散场曲和畸变；
图10A示出了处于广角位置(W)的图8的变焦镜头的横向像差；
图10B示出了处于摄远位置(T)的图8的变焦镜头的横向像差；
图11根据另一实施例示出了处于广角位置(W)、中间位置(M)和摄远位置(T)的变焦镜头的布置；
图12示出了处于广角位置(W)、中间位置(M)和摄远位置(T)的图11的变焦镜头的球面像差、像散场曲和畸变；
图13A示出了处于广角位置(W)的图11的变焦镜头的横向像差；
图13B示出了处于摄远位置(T)的图11的变焦镜头的横向像差；
图14根据另一实施例示出了处于广角位置(W)、中间位置(M)和摄远位置(T)的变焦镜头的布置；
图15示出了处于广角位置(W)、中间位置(M)和摄远位置(T)的图14的变焦镜头的球面像差、像散场曲和畸变；
图16A示出了处于广角位置(W)的图14的变焦镜头的横向像差；
图16B示出了处于摄远位置(T)的图14的变焦镜头的横向像差；
图17根据另一实施例示出了处于广角位置(W)、中间位置(M)和摄远位置(T)的变焦镜头的布置；
图18示出了处于广角位置(W)、中间位置(M)和摄远位置(T)的图17的变焦镜头的球面像差、像散场曲和畸变；
图19A示出了处于广角位置(W)的图17的变焦镜头的横向像差；
图19B示出了处于摄远位置(T)的图17的变焦镜头的横向像差；
图20根据另一实施例示出了处于广角位置(W)、中间位置(M)和摄远位置(T)的变焦镜头的布置；
图21示出了处于广角位置(W)、中间位置(M)和摄远位置(T)的图20的变焦镜头的球面像差、像散场曲和畸变；
图22A示出了处于广角位置的图20的变焦镜头的横向像差；并且
图22B示出了处于摄远位置的图20的变焦镜头的横向像差。
具体实施方式
现在将详细谈及实施例，实施例的示例在附图中示出，附图中相似的标号始终指代相似的元素。在此，这些实施例可具有不同的形式并且不应当被解释为限于这里记载的描述。因此，以下只是通过参考附图来描述实施例以说明本描述的各种实施例。诸如“……中至少一个”之类的表述当在元素的列表之后时修饰整个元素列表，而不修饰列表中的个体元素。
图1是根据实施例的变焦镜头100的视图。
根据本实施例的变焦镜头100可用作诸如可更换镜头系统相机、数字静态相机、数字视频相机、监视相机或其他成像装置之类的电子装置的成像光学系统。
图1所示的变焦镜头100按从物侧O到像侧I的顺序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、具有负折光力的第三透镜组G3和具有正折光力的第四透镜组G4。也就是说，变焦镜头100可以是从物侧O到像侧I分别具有负、正、负、正折光力的四组的变焦镜头的类型。
第一透镜组G1可包括至少两个负透镜和单个正透镜。例如，第一透镜组G1按从物侧O起的顺序可包括朝着物侧凸起的负透镜L1、具有两个凹表面的负透镜L2以及朝着物侧凸起的正透镜L3。第一透镜组G1中包括的透镜中的至少一个可以是非球面透镜。例如，负透镜L1、负透镜L2和正透镜L3中的至少一个的至少一个表面可以是非球面的。
第一透镜组G1由于至少两个负透镜L1和L2而可以提供负折光力，并且可以适当地校正广角位置的慧形像差和畸变。另外，布置在从物侧O起的第二位置的负透镜L2可形成为双凹透镜以适当地校正广角位置的慧形像差。
第一透镜组G1中生成的色像差或者摄远位置的球面像差可由第一透镜组G1的正透镜L3适当地校正。
第一透镜组G1中包括的透镜中的至少一个可形成为非球面透镜以适当地校正广角位置的像散场曲或者摄远位置的球面像差。另外，例如，负透镜L2可包括非球面表面以减小负透镜L2的大小。
第二透镜组G2按从物侧O起的顺序可包括具有正折光力的透镜L4、具有正折光力的透镜L5和具有正折光力的透镜L6。
第二透镜组G2是用于执行变焦的主透镜组。第二透镜组G2具有正折光力，使得变焦镜头100的总长度可得以减小。第二透镜组G2可包括三个正透镜(L4、L5和L6)以提供较强的正折光力。在根据本实施例的变焦镜头100中，通过使用三个正透镜，可以适当地校正球面像差并且可以减小变焦镜头100的总长度。
透镜L4可以是双凸透镜。透镜L4的至少一个表面可以是非球面表面。透镜L5可形成为胶合透镜，其中按从物侧O起的顺序胶合了负透镜L5a和正透镜L5b。透镜L6可具有朝着物侧O凸起的形状。
在分别具有负、正、负、正折光力的四个组G1、G2、G3和G4的变焦镜头100中，光线的轴向光束在第二透镜组G2的物侧O被扩展，从而，在布置得最邻近物侧O的透镜L4中可生成球面像差。因此，透镜L4的至少一个表面可被形成为非球面的以适当地校正球面像差。另外，透镜L4可被形成为双凸透镜以实现变焦镜头100的微型化。
透镜L5可包括在物侧O的负透镜L5a以防止在透镜L4中生成的色像差。另外，在形成胶合透镜的负透镜L5a和正透镜L5b的胶合面可适当地校正球面像差。
透镜L5的负透镜L5a在物侧O可具有凸表面。例如，透镜L5的负透镜L5a可以是朝着物侧O凸起的弯月形透镜。另外，布置在透镜L4与透镜L5之间的开口孔径光阑(opening aperture stop)SP可限制孔径。此外，可以减小第二透镜组G2的总长度，也就是说，当通过收回镜筒来存放变焦镜头100时可以减小收回厚度。因此，可以减小变焦镜头100的存放大小。
透镜L6可具有朝着物侧O的凸表面。例如，透镜L6可以是朝着物侧O凸起的弯月形透镜并且可以使透镜L6是轻量型的。透镜L6可校正图像抖动。当使透镜L6为轻量型时，用于校正图像抖动的装置可得以微型化。
第三透镜组G3可包括单个负透镜L7。另外，负透镜L7可以是双凹透镜。负透镜L7可包括至少一个非球面表面。
在根据本实施例的变焦镜头100中，通过利用单个负透镜L7形成第三透镜组G3，来使变焦镜头100为轻量型的。另外，第三透镜组G3可执行聚焦。由于使第三透镜组G3为轻量型的，所以用于聚焦的镜头操作装置可得以微型化。
第三透镜组G3可以利用非球面表面来适当地校正由于变焦和聚焦期间的偏移而生成的各种像差，例如慧形像差。另外，负透镜L7可被形成为双凹透镜以将负折光力分散到物侧表面和像侧表面。因此，可以防止由于偏心而引起的像散场曲和慧形像差。
第四透镜组G4可包括单个正透镜L8。正透镜L8可包括凸起的像侧表面。正透镜L8可以例如是朝着像侧I凸起的弯月形透镜。正透镜L8可包括至少一个非球面表面。
在根据本实施例的变焦镜头100中，第四透镜组G4可由单个透镜形成，从而可以使其是轻量型的。另外，第四透镜组G4的正透镜L8的至少一个表面可被形成为非球面的，以适当地校正在从广角位置到摄远位置的变焦期间的像散场曲。另外，正透镜L8可被形成为弯月形透镜以防止可能因为如下原因而生成的重像(ghost image)：当被固态成像器件或滤光器的成像表面反射的光通量入射在正透镜L8上时，被正透镜L8反射的光通量再次入射在固态成像器件的成像表面上。
开口孔径光阑SP可布置在形成第二透镜组G2的透镜L4和透镜L5之间。开口孔径光阑SP可限制从物侧O入射在像平面IP上的光通量的量(或者光量)。
在根据本实施例的变焦镜头100中，负的第一透镜组G1和负的第三透镜组G3被布置为开口孔径光阑SP处于它们之间的中心处，从而可以容易地校正离轴像差。另外，根据负的第三透镜组G3在摄远位置的摄远效果，可以减小摄远位置的总光学长度。
光学块G可布置在第四透镜组G4与像平面IP之间。光学块G可以例如是滤光器、相位板、晶体低通滤波器或者红外截止滤波器。
在包括根据本实施例的变焦镜头100和固态成像器件的电子装置中，像平面IP可对应于固态成像器件的成像表面。固态成像器件可使用光电转换元件，例如电荷耦合器件(CCD)传感器和互补金属氧化物半导体器件(CMOS)传感器。
在电子装置中，从根据本实施例的变焦镜头100的物侧O入射的光最终在固态成像器件的成像表面上形成图像。然后，电子装置可对固态成像器件接收的光进行光电转换，将经转换的光作为电信号输出，并且生成与物体的图像相对应的数字图像。数字图像可被记录在记录介质(未示出)上，例如硬盘驱动器(hard disk drive，HDD)、存储卡、光盘或者磁带。此外，如果电子装置是银盐胶片相机，则像平面IP可对应于胶片表面。
在根据本实施例的变焦镜头100中，在从广角位置到摄远位置的变焦期间可以改变第一、第二、第三和第四透镜组G1、G2、G3和G4之间的间隔。也就是说，透镜组G1至G4中的每一个可沿着光轴移动，以使得第一透镜组G1与第二透镜组G2之间的空气间隔、第二透镜组G2与第三透镜组G3之间的空气间隔和第三透镜组G3与第四透镜组G4之间的空气间隔可被改变。
在从广角位置到摄远位置的变焦期间，第一透镜组G1可移动以形成朝着像平面侧的凸起轨迹(即，朝着像平面侧，然后离开像平面侧)，如图1的箭头a所示。另外，第二透镜组G2和第三透镜组G3可从像平面侧朝着物侧移动，如图1的箭头b、c1和c2所示。此外，第四透镜组G4可从像平面侧移动到物侧，如图1的箭头d所示。
在根据本实施例的变焦镜头100中，在从无穷远物体到近处物体的聚焦过程中，第三透镜组G3可从物侧移动到像平面侧。图1中的以实线指示的箭头c1和以虚线指示的箭头c2分别指的是用于校正在聚焦到无穷远物体和聚焦到近处物体期间由于从广角位置到摄远位置的变焦而引起的像平面偏移的移动轨迹。
在根据本实施例的变焦镜头100中，透镜L6在与光轴相交(例如，以直角相交)的表面中可移动，如图1的箭头e所示。从而，可以通过借由移动透镜L6(例如，校正透镜)在与光轴垂直的方向上偏移在像平面IP上形成的图像，来对由于诸如手颤之类的振动引起的图像抖动进行光学校正。
如上所述，在分别具有负、正、负、正折光力的四组的变焦镜头100中，光线的轴向光束在第二透镜组G2的物侧被扩展，从而，在布置得最邻近物侧的透镜L4中可容易生成球面像差。从而，可以布置图像抖动校正装置来减小像差的变化的效果，该图像抖动校正装置在与光轴大致垂直的方向上移动位置最邻近像平面侧的第二透镜组G2的透镜L6。在此情况下，通过布置在第二透镜组G2的物侧的两个透镜L4和L5可以充分地去除像差，并且可由透镜L6执行图像抖动校正，而没有各种像差效果。
根据本实施例的变焦镜头100可满足以下条件。
0.05<M4/M2<1.0   (条件1)
0.8<f4/ft<5.0   (条件2)
这里，M2表示在从广角位置到摄远位置的变焦期间第二透镜组G2沿着光轴的移动量，M4表示在从广角位置到摄远位置的变焦期间第四透镜组G4朝着光轴的移动量，f4表示第四透镜组G4的合成焦距，并且ft表示摄远位置的总焦距。
当M4/M2超过条件1的上限时，第四透镜组G4的移动量M4变得大于第二透镜组G2的移动量M2，并且布置在第二透镜组G2与第四透镜组G4之间的第三透镜组G3的移动量可受到限制。当通过在朝着光轴的方向上移动第三透镜组G3来进行聚焦时，第三透镜组G3与第四透镜组G4之间的空气间隔需要在广角位置被充分地放大以保证在从摄远位置聚焦到近处物体期间第三透镜组G3的移动量。在此情况下，变焦镜头100的微型化可能是困难的。
在M4/M2小于或等于条件1的下限的情况下，第四透镜组G4的移动量M4变得小于第二透镜组G2的移动量M2，并且当以凸轮来形成用于收回镜筒的装置时，在第二透镜组G2的凸轮动程与第四透镜组G4的凸轮动程之间可存在较大的差异。在此情况下，可能难以减小在通过收回镜筒来存放镜头时的收回厚度。另外，如果第四透镜组G4从摄远位置到物侧的移动量M4较小，则第四透镜组G4的有效直径可由于离轴光通量而变大。从而，可发生由于第四透镜组G4的扩大而引起的重量或成本的增大。
在根据本实施例的变焦镜头100中，当f4/ft超过条件2的上限时，第四透镜组G4可具有较小的正折光力并且可能难以将出射光瞳定位在远处。在此情况下，光线在入射在固态成像器件上时具有高倾斜度，从而可能引起图像质量的恶化，例如入射光量的减小或者滤色器中的入射误差。
当f4/ft低于或等于条件2的下限时，第四透镜组G4具有更大的正折光力并且可能难以校正摄远位置的球面像差。另外，可能难以校正从广角位置到摄远位置的变焦期间的像差变化。
根据本实施例的变焦镜头100可满足以下条件。
0.1<M4/M2<0.8   (条件1a)
0.9<f4/ft<2.4   (条件2a)
根据本实施例的变焦镜头100可满足以下条件。
1.65<nd3   (条件3)
0.005<nd3-nd4   (条件4)
这里，nd3表示第三透镜组G3中包括的负透镜L7在d线(587.56纳米的波长)的折射率并且n4表示第四透镜组G4中包括的正透镜L8在d线的折射率。
当nd3小于或等于条件3的下限时，更难以微型化变焦镜头100。第三透镜组G3的负折光力需要被加强(例如，使其更负)以增强摄远位置的摄远布置的效果。然而，如果透镜材料的折光力低，则透镜表面的曲率变得更高。结果，由于像散场曲的偏心或恶化引起的慧形像差可能更大。另外，当透镜表面的曲率变得更高时，在朝着离轴光轴的方向上的厚度变得更大，从而可可能难以使变焦镜头100微型化或者难以使变焦镜头100为轻量型的。
当nd3–nd4低于或等于条件(4)的下限时，第四透镜组G4中包括的正透镜L8的折射率nd4可变得更高。由于第四透镜组G4最邻近像平面，所以与第三透镜组G3相比，第四透镜组G4可使得离轴光通量能够入射在固态成像器件的成像表面上。于是，第四透镜组G4中包括的正透镜L8的透镜直径可变得更大。另外，具有高折射率的材料具有高熔点并且一般是坚硬的，从而可能相对较难制造具有大透镜直径的正透镜L8。另外，当第四透镜组G4的正折光力被加强(例如，使其更正)时，透镜表面的曲率减小，从而可能降低重像防止效果。
根据本实施例的变焦镜头100可满足以下条件。
1.70<nd3   (条件3a)
0.01<nd3-nd4<0.2   (条件4a)
根据本实施例的变焦镜头100可满足以下条件。
0.55<M3/M2<1.0   (条件5)
这里，M2表示在从广角位置到摄远位置的变焦期间第二透镜组G2在朝着光轴的方向上的移动量，并且M3表示在从广角位置到摄远位置的变焦期间第三透镜组G3在朝着光轴的方向上的移动量。
当M3/M2超过条件5的上限时，第三透镜组G3的移动量M3变得大于第二透镜组G2的移动量M2并且具有负折光力的第三透镜组G3可减弱主变焦透镜组——即具有正折光力的第二透镜组G2——的变焦操作(例如，降低其效果)。在此情况下，可能难以获得高变焦比。
当M3/M2低于或等于条件5的下限时，第三透镜组G3的移动量M3小于第二透镜组G2的移动量M2，从而使得在摄远位置的第二透镜组G2与第三透镜组G3之间的空气间隔可能被过度加宽。在此情况下，由于包括第二透镜组G2和第三透镜组G3的摄远型的折光力变得太大，所以可能难以获得必要的后焦点。另外，当以凸轮来形成用于收回镜筒的装置时，在第二透镜组G2的凸轮动程与第三透镜组G3的凸轮动程之间可存在较大的差异。在此情况下，当通过收回镜筒来存放镜头时，可能难以使收回厚度微型化。
根据本实施例的变焦镜头100可满足以下条件。
0.1<|f3/ft|<0.8   (条件6)
这里，f3表示第三透镜组G3的焦距并且ft表示摄远位置的总焦距。
当|f3/ft|超过条件6的上限时，第三透镜组G3具有减弱的负折光力(例如，被变得不那么负)，使得包括第二透镜组G2和第三透镜组G3的摄远型镜头的折光力被减弱(例如，减小)，并且可能难以减小变焦镜头100的总长度。另外，在由第三透镜组G3进行的聚焦期间，第三透镜组G3的移动量增大，结果，变焦镜头100的总长度增大，从而，变焦镜头100的微型化可能困难。
当|f3/ft|低于或等于条件6的下限时，第三透镜组G3具有更强的负折光力(例如，更负)，从而，由于偏心引起的慧形像差或像散场曲可增大。
根据本实施例的变焦镜头100可满足以下条件。
0.6<M3/M2<1.0   (条件5a)
0.25<|f3/ft|<0.6   (条件6a)
根据本实施例的变焦镜头100可满足以下条件。
0.1<f2/ft<0.8   (条件7)
这里，f2表示第二透镜组G2的焦距，并且ft表示在摄远位置的总焦距。
当f2/ft超过条件7的上限时，第二透镜组G2的正折光力减弱(例如，被减小)，从而，包括第二透镜组G2和第三透镜组G3的摄远型镜头的折光力被减弱(例如，减小)，从而使得可能难以减小变焦镜头的总长度。
当f2/ft低于或等于条件7的下限时，第二透镜组G2的正折光力变得更强(例如，被变得更正)，从而可能难以校正摄远位置处的球面像差。
根据本实施例的变焦镜头100可满足以下条件。
0.25<f2/ft<0.5   (条件7a)
根据本实施例的变焦镜头100可满足以下条件。
2.0<f5/f2<20.0   (条件8)
这里，f5表示透镜L5的焦距，并且ft表示在摄远位置的总焦距。
当f5/f2超过条件8的上限时，透镜L5的正折光力被减弱(例如，被变得不那么正)，从而可能有必要加强透镜L4的正折光力(例如，使其更正)，以便在第二透镜组G2获得必要的正折光力。在此情况下，由透镜L4的偏心引起的慧形像差和像散场曲可被增大。
当f5/f2低于或等于条件8时，透镜L5的正折光力更强，从而可能难以校正透镜L5中的球面像差。
根据本实施例的变焦镜头100可满足以下条件。
3.5<f5/f2<15.0   (条件8a)
根据本实施例的变焦镜头100可满足以下条件。
0.2<|f1/ft|<0.8   (条件9)
这里，f1表示第一透镜组G1的焦距，并且ft表示在摄远位置的总焦距。
当|f1/ft|超过条件9的上限时，第一透镜组G1的负折光力被减弱(例如，被变得不那么负)，从而使得第一透镜组G1中包括的透镜L1至L3中的每一个的透镜直径和厚度可增大。从而，变焦镜头100可被扩大。
当|f1/ft|低于或等于条件9的下限时，第一透镜组G1的负折光力更强(例如，更负)，从而使得可能难以校正广角位置的慧形像差或像散场曲。
根据本实施例的变焦镜头100可满足以下条件。
0.4<|f1/ft|<0.55   (条件9a)
在根据本实施例的变焦镜头100中，在变焦、聚焦和图像抖动校正期间可以维持适当的光学性能。另外，可以实现变焦镜头100的微型化。根据本实施例，变焦镜头100可具有充分的变焦速率(例如，三倍高的变焦速率)并且可以适当地校正在像平面偏移和图像抖动校正期间由于变焦而生成的像差，从而获得高光学性能。另外，可以减小总光学长度，从而使得电子装置中包括的变焦镜头100微型化并且是轻量型的。
应当理解，应当仅在描述意义上来考虑这里描述的各种实施例，这些实施例不是用于限制的。对每个实施例内的特征或元素的描述应当通常被认为可用于其他实施例中的其他类似特征或元素。
例如，在根据本实施例的变焦镜头100中，根据需要可在第一透镜组G1的物侧布置折射透镜组或改焦透镜(converter lens)组。
以下，将根据各种实施例来描述各种特征和效果。在此，给出的实施例可具有不同的形式，而不应当被解释为限于这里记载的描述。
图2示出了基于第一实施例的设计数据的变焦镜头200的布置。在图2中，W指的是变焦镜头200在广角位置的透镜布置，M指的是变焦镜头200在中间位置的透镜布置，并且T指的是变焦镜头200在摄远位置的透镜布置。
图2所示的第一实施例的变焦镜头200具有与图1所示的变焦镜头100大体相同的透镜结构，并且执行与图1所示的变焦镜头100大体相同的变焦、聚焦和图像抖动校正。从而，相似的标号在图1和图2中表示相似的元素，并且相同的箭头分别表示图1和图2的变焦镜头100和200的移动轨迹。
表1a至1f示出了第一实施例的变焦镜头200的设计数据。
表1a
透镜表面 r d nd Νd
物体表面 ∞ ∞
S1 38.318 1.000 1.80401 46.57
SS 11.654 6.334
S3* -450.000 1.180 1.69012 52.90
S4* 41.500 0.436
S5 22.324 2.200 1.84667 23.79
S6 42.383 可变1
S7* 13.024 3.430 1.58916 60.60
S8* -76.710 2.059
S9(ST) ∞ 0.800
S10 70.884 0.600 1.72000 43.68
S11 8.278 5.030 1.49700 81.59
S12 -20.420 0.800
S13 27.416 1.530 1.48749 70.42
S14 356.363 可变2
S15* -430.985 1.200 1.73960 49.10
S16* 12.868 可变3
S17 -300.000 2.270 1.69012 52.90
S18* -37.494 可变4
S19 ∞ 2.000 1.51680 64.21
S20 ∞ 0.558
像平面
表1a中的第Si号透镜表面(其中i指代自然数)指的是在把变焦镜头200中包括的透镜之中最邻近物侧的透镜的透镜表面设定为第一透镜时，按朝着像平面侧的顺序号码依次增大的透镜表面号码。
提及了孔径光阑(ST)和光学块G(平坦表面)。
表1a中的“r”表示与每个透镜表面号码相对应的透镜表面的以毫米为单位的曲率半径(然而，以∞作为r的值的表面表明该表面是平坦的)。
表1a中的“d”表示从物侧起的第i个透镜表面与第i+1个透镜表面之间的以毫米为单位的轴向间隔。在“d”具有可变值的情况下，描述广角位置、中间位置或摄远位置的以毫米为单位的每个轴向间隔。
表1a中的“nd”表示每个透镜的折射率。
表1a中的“vd”表示每个透镜的阿贝数。
根据第一实施例的变焦镜头200的变焦比是2.94。
表1b
项目 广角位置 中间位置 摄远位置
焦距 16.500 26.500 48.500
F数 3.60 4.39 5.82
半视角(°) 43.16 28.72 16.28
像高 14.250 14.250 14.250
总镜头长度 77.695 74.718 79.469
BF(空气中) 20.960 20.511 28.955
表1c
可变距离 广角位置 中间位置 摄远位置
d6 23.194 11.172 0.535
d14 1.479 3.331 6.619
d16 2.511 10.153 13.809
d18 19.084 18.634 27.079
表1b指示了在广角位置、中间位置和摄远位置的变焦比以及以毫米为单位的焦距、f数(Fno)、以度(°)为单位的半视角(ω)、以毫米为单位的像高、以毫米为单位的总焦距以及以毫米为单位的后焦点(back focus，BF)。总镜头长度是最邻近物侧的透镜的物侧表面与最邻近像侧的透镜的像侧表面之间的距离加上后焦点(BF)。后焦点(BF)是最邻近像侧的透镜的物侧表面与近轴像平面之间的距离的空气转换值。
表1d
透镜表面 K A4 A6 A8 A10
S3 0 -3.67276E-05 6.65114E-07 -2.35887E-09 -7.39257E-12
S4 0 -5.12110E-05 5.74183E-07 -2.27932E-09 -1.70299E-11
S7 0 -3.18670E-05 -3.64857E-07 1.60289E-08 -3.42090E-10
S8 0 4.97693E-05 -1.62355E-07 8.98797E-09 -3.00472E-10
S15 0 -8.70283E-05 4.82565E-06 -1.89146E-07 3.42689E-09
S16 0 -9.00502E-05 3.22938E-06 -9.13852E-08 1.09176E-09
S18 0 -8.32989E-06 -4.87307E-08 2.17795E-10 -1.29257E-12
表1d指示了具有非球面表面的透镜的表面号码和非球面表面系数。另外，非球面表面从自光轴起高度(H)的位置到光轴的位移可由以下基于透镜顶点的非球面方程1来指示。“r”表示曲率半径，“K”表示圆锥曲线系数，并且“A4、A6、A8和A10”表示非球面系数。此外，非球面表面系数中的表达式(E±m)(m指代常数)指的是(×10±m)。
方程1
X = ( 1 / R ) H 2 1 + 1 - ( 1 + K ) ( H / R ) 2 + A 4 H 4 + A 6 H 6 + A 8 H 8 + A 10 H 10
表1e
条件 第一实施例
M4/M2(1) 0.33
f4/ft(2) 1.27
nd3(3) 1.740
nd3-nd4(4) 0.049
M3/M2(5) 0.79
|f3/ft|(6) 0.35
f2/ft(7) 0.32
f5/f2(8) 7.27
|f1/ft|(9) 0.43
表1e指示出条件(1)M4/M2、(2)f4/ft、(3)nd3、(4)nd3-nd4、(5)M3/M2、(6)|f3/ft|、(7)f2/ft、(8)f5/f2和(9)|f1/ft|。
表1f
广角位置 摄远位置
第一实施例 0.174mm 0.258mm
表1f指示出在广角位置的图像抖动校正期间第二透镜组的第三透镜在垂直于光轴的方向上的以毫米为单位的移动量，以及在摄远位置的图像抖动校正期间第二透镜组的第三透镜在与光轴垂直的方向上的以毫米为单位的移动量。
图3示出了第一实施例的变焦镜头200中的纵向像差(球面像差、像散场曲和畸变)。
在图3中，(W)指广角位置的纵向像差，(M)指中间位置的纵向像差，并且(T)指摄远位置的纵向像差。纵向像差分别指的是以毫米为单位的球面像差、以毫米为单位的像散场曲和畸变(表达为百分比)。
在球面像差中，垂直轴指示F数(Fno)，实线指示在d线(587.67纳米的波长)的球面像差，并且点划线指示在g线(435.835纳米的波长)的球面像差。
在像散场曲中，垂直轴指示像高(y)，实线指示在每个波长的弧矢光线(ΔS)，并且虚线指示子午光线(ΔM)。
在畸变中，垂直轴指示像高(y)，并且实线指法在d线(587.56纳米的波长)的畸变。
另外，图4A和图4B示出了根据第一实施例的变焦镜头200在偏心之前(在一般条件中)和在偏心之后(在图像抖动校正期间)在无穷远聚焦位置的横向像差。图4A示出根据第一实施例的变焦镜头200在广角位置的横向像差。图4B示出了根据第一实施例的变焦镜头200在摄远位置的横向像差。
在图4A和图4B中，(A)指的是在10mm的像高的位置(达到了最大像高的大约70％)在偏心之前的横向像差，(B)指的是在0mm的像高的位置(光轴的中心位置)在偏心之前的横向像差，(C)指的是在-10mm的像高的位置(达到了最大像高的大约-70％)在偏心之前的横向像差，(D)指的是在10mm的像高的位置(达到了最大像高的大约70％)在偏心之后的横向像差，(E)指的是在0mm的像高的位置(光轴的中心位置)在偏心之后的横向像差，并且(F)指的是在-10mm的像高的位置(达到了最大像高的大约-70％)在偏心之后的横向像差。另外，横向像差的水平轴指的是在孔径光阑上与主光线的距离，实线指的是d线，并且虚线指的是g线。
根据第一实施例的变焦镜头200满足如表1a至表1e中所示的条件。另外，在根据第一实施例的变焦镜头200中，如图3、图4A和图4B所示可以适当地校正像差。
在无穷远聚焦的位置处的广角位置和摄远位置，当变焦镜头200倾斜0.3°时图像的偏心程度与当透镜L6在与光轴垂直的方向上平行移动相同程度时图像的偏心程度相同。谈及每个横向像差，横向像差在光轴的中心位置具有对称性。另外，当比较偏心前和偏心后10mm的像高的位置处的横向像差和-10mm的像高的位置处的横向像差时，像散场曲较小并且像差曲线的倾斜程度基本相同。防止了由偏心引起的慧形像差和由偏心引起的像散场曲，从而在图像抖动校正期间可以获得充分的图像形成性能。
图5示出了基于第二实施例的设计数据的变焦镜头500的布置。图5所示的根据第二实施例的变焦镜头500具有与图1所示的变焦镜头100大体相同的透镜结构，并且执行与图1所示的变焦镜头100大体相同的变焦、聚焦和图像抖动校正。从而，相似的标号在图1和图5中表示相似的元素，并且相同的箭头分别表示图1和图5的变焦镜头100和500的移动轨迹。
表2a至2f示出了第二实施例中所示的变焦镜头500的设计数据。另外，表2a至2f具有与表1a至1f中相同的参考指示符。
表2a
透镜表面 r D nd Νd
物体表面 ∞ ∞
S1 48.415 1.000 1.80401 46.57
S2 12.242 6.578
S3* -450.000 1.180 1.69012 52.90
S4* 48.882 0.272
S5 25.802 2.120 1.84667 23.79
S6 54.936 可变1
S7* 12.665 3.430 1.58916 60.60
S8* -143.156 2.042
S9(ST) ∞ 0.800
S10 48.945 0.600 1.72000 43.68
S11 8.172 4.820 1.49700 81.59
S12 -27.745 0.800
S13 26.012 1.670 1.48749 70.42
S14 126.119 可变2
S15* -94.289 1.200 1.73310 48.90
S16* 18.443 可变3
S17 -103.720 1.850 1.69350 53.19
S18* -45.536 可变4
S19 ∞ 2.000 1.51680 64.21
S20 ∞ 0.558
像平面
表2b
变焦比为2.94。
项目 广角位置 中间位置 摄远位置
焦距 16.500 26.500 48.500
f数 3.60 4.39 5.95
半视角(°) 43.57 28.92 16.42
像高 14.250 14.250 14.250
总镜头长度 78.519 74.532 79.450
BF(空气中) 20.355 20.485 28.937
表2c
可变距离 广角位置 中间位置 摄远位置
d6 24.623 12.307 1.945
d14 1.929 3.523 6.542
d16 2.570 9.174 12.983
d18 18.478 18.608 27.060
表2d
透镜表面 K A4 A6 A8 A10
S3 0 -2.82901E-05 5.59914E-07 -2.49332E-09 -1.69687E-12
S4 0 -4.15106E-05 4.63524E-07 -2.35990E-09 -8.10383E-12
S7 0 -2.85555E-05 -4.14748E-07 1.45925E-08 -2.67396E-10
S8 0 3.82716E-05 -1.75980E-07 8.03521E-09 -2.19847E-10
S15 0 3.94049E-04 -1.40869E-05 3.15461E-07 -3.54682E-09
S16 0 4.79138E-04 -1.42560E-05 3.19587E-07 -3.80219E-09
S18 0 -1.86196E-05 -3.61900E-08 -1.37760E-10 5.71478E-13
表2e
条件 第二实施例
M4/M2(1) 0.36
f4/ft(2) 2.37
nd3(3) 1.733
nd3-nd4(4) 0.040
M3/M2(5) 0.80
|f3/ft|(6) 0.43
f2/ft(7) 0.34
f5/f2(8) 10.22
|f1/ft|(9) 0.45
表2f
广角位置 摄远位置
第二实施例 0.186mm 0.274Mm
图6示出了第二实施例的变焦镜头500中的纵向像差(球面像差、像散场曲和畸变)。图7A和图7B示出了根据第二实施例的变焦镜头500在广角位置和摄远位置的横向像差。另外，相同的参考指示符适用于图6、图7A和图7B与图3、图4A和图4B两者。
根据第二实施例的变焦镜头500满足如表2a至表2e中所示的条件。在根据第二实施例的变焦镜头500中，如图6、图7A和图7B所示可以适当地校正像差。
图8示出了基于第三实施例的设计数据的变焦镜头800的布置。图8所示的根据第三实施例的变焦镜头800具有与图1所示的变焦镜头100大体相同的透镜结构，并且执行与图1所示的变焦镜头100大体相同的变焦、聚焦和图像抖动校正。从而，相似的标号在图1和图8中表示相似的元素，并且相同的箭头分别表示图1和图8的变焦镜头100和800的移动轨迹。
表3a至3f示出了第三实施例中所示的变焦镜头800的设计数据。另外，表3a至3f具有与表1a至1f中相同的参考指示符。
表3a
透镜表面 r d nd nd
物体表面 ∞ ∞
S1 37.865 1.000 1.80401 46.57
S2 11.540 6.630
S3* -450.000 1.180 1.69012 52.90
S4* 42.701 0.150
S5 24.086 2.190 1.84667 23.79
S6 50.285 可变1
S7* 13.083 3.120 1.58916 60.60
S8* -1104.293 2.098
S9(ST) ∞ 0.687
S10 32.604 0.600 1.72000 43.68
S11 8.233 5.000 1.49700 81.59
S12 -21.553 0.800
S13 23.561 1.670 1.48749 70.42
S14 336.936 可变2
S15* -104.034 1.200 1.73960 49.10
S16* 12.658 可变3
S17 -300.000 2.470 1.69012 52.90
S18* -40.037 可变4
S19 ∞ 2.000 1.51680 64.21
S20 ∞ 0.560
像平面
表3b
变焦比为2.94。
项目 广角位置 中间位置 摄远位置
焦距 16.500 26.500 48.500
f数 3.61 4.44 5.93
半视角(°) 43.60 29.05 16.29
像高 14.250 14.250 14.250
总镜头长度 75.924 73.697 79.475
BF(空气中) 20.140 25.744 38.855
表3c
可变距离 广角位置 中间位置 摄远位置
d6 22.243 10.802 0.785
d14 1.554 2.336 4.236
d16 2.510 5.337 6.123
d18 18.262 23.866 36.976
表3d
透镜表面 K A4 A6 A8 A10
S3 0 -4.06604E-05 3.47037E-07 1.14197E-09 -1.87812E-11
S4 0 -5.56997E-05 2.35682E-07 1.65702E-09 -3.05575E-11
S7 0 -2.08137E-05 -2.33455E-07 1.52501E-08 -3.34317E-10
S8 0 5.15485E-05 8.84215E-08 6.02431E-09 -2.84334E-10
S15 0 7.08640E-05 -3.94261E-06 1.10041E-07 -1.39522E-09
S16 0 1.00574E-04 -4.46332E-06 1.38481E-07 -2.39470E-09
S18 0 -2.51040E-05 -2.50874E-07 1.34859E-09 -1.29642E-11
表3e
条件 第三实施例
M4/M2(1) 0.75
f4/ft(2) 1.30
nd3(3) 1.743
nd3-nd4(4) 0.014
M3/M2(5) 0.89
|f3/ft|(6) 0.31
f2/ft(7) 0.30
f5/f2(8) 0.44
|f1/ft|(9) 3.69
表3f
广角位置 中间位置
第三实施例 0.148mm 0.217Mm
图9示出了第三实施例的变焦镜头800中的纵向像差(球面像差、像散场曲和畸变)。图10A和图10B示出了根据第三实施例的变焦镜头800在广角位置和摄远位置的横向像差。另外，相同的参考指示符适用于图9、图10A和图10B与图3、图4A和图4B两者。
根据第三实施例的变焦镜头800满足如表3a至表3e中所示的条件。在根据第三实施例的变焦镜头800中，如图9、图10A和图10B所示可以适当地校正像差。
图11示出了基于第四实施例的设计数据的变焦镜头1100的布置。图11所示的根据第四实施例的变焦镜头1100具有与图1所示的变焦镜头100大体相同的透镜结构，并且执行与图1所示的变焦镜头100大体相同的变焦、聚焦和图像抖动校正。从而，相似的标号在图1和图11中表示相似的元素，并且相同的箭头分别表示图1和图11的变焦镜头100和1100的移动轨迹。
表4a至4f示出了第四实施例中所示的变焦镜头1100的设计数据。另外，表4a至4f具有与表1a至1f中相同的参考指示符。
表4a
透镜表面 R d nd Νd
物体表面 ∞ ∞
S1 27.411 1.000 1.80401 46.57
S2 11.797 7.867
S3* -105.107 1.180 1.69012 52.90
S4* 41.000 0.150
S5 23.323 2.400 1.84667 23.79
S6 44.775 可变1
S7* 13.406 3.750 1.58916 60.60
S8* -223.908 2.223
S9(ST) ∞ 0.500
S10 33.881 0.600 1.72000 43.68
S11 8.218 4.960 1.49700 81.59
S12 -22.972 0.800
S13 23.094 1.720 1.48749 70.42
S14 592.375 可变2
S15* -95.759 1.200 1.73960 49.10
S16* 11.904 可变3
S17 -300.000 2.600 1.69012 52.90
S18* -31.230 可变4
S19 ∞ 2.000 1.51680 64.21
S20 ∞ 0.562
像平面
表4b
变焦比为3.09。
项目 广角位置 中间位置 摄远位置
焦距 16.500 26.500 50.908
f数 3.56 4.34 5.91
半视角(°) 43.54 28.93 15.56
像高 14.250 14.250 14.250
总镜头长度 80.565 77.300 83.639
BF(空气中) 20.225 23.307 37.169
表4c
可变距离 广角位置 中间位置 摄远位置
d6 24.650 12.071 0.500
d14 1.582 2.757 5.024
d16 2.477 7.533 9.315
d18 18.345 21.427 35.289
表4d
透镜表面 K A4 A6 A8 A10
S3 0 -4.90009E-05 6.13265E-07 -2.46813E-09 4.70225E-13
S4 0 -5.74934E-05 5.50280E-07 -2.09617E-09 -6.27768E-12
S7 0 -2.60879E-05 -2.79921E-07 1.01557E-08 -2.24765E-10
S8 0 4.13189E-05 -1.00132E-07 4.62767E-09 -2.03906E-10
S15 0 -1.85675E-04 4.61442E-06 1.91925E-09 -1.40505E-09
S16 0 -2.24746E-04 4.80786E-06 -2.35602E-08 -1.16385E-09
S18 0 -1.22944E-05 -1.19953E-07 8.16017E-10 -6.06278E-12
表4e
条件 第四实施例
M4/M2(1) 0.62
f4/ft(2) 0.98
nd3(3) 1.768
nd3-nd4(4) 0.075
M3/M2(5) 0.87
|f3/ft|(6) 0.27
f2/ft(7) 0.29
f5/f2(8) 0.43
|f1/ft|(9) 4.17
表4f
广角位置 摄远位置
第四实施例 0.141mm 0.214Mm
图12示出了第四实施例的变焦镜头1100中的纵向像差(球面像差、像散场曲和畸变)。图13A和图13B示出了根据第四实施例的变焦镜头1100在广角位置和摄远位置的横向像差。另外，相同的参考指示符适用于图12、图13A和图13B与图3、图4A和图4B两者。
根据第四实施例的变焦镜头1100满足如表4a至表4e中所示的条件。在根据第四实施例的变焦镜头1100中，如图12、图13A和图13B所示可以适当地校正像差。
图14示出了基于第五实施例的设计数据的变焦镜头1400的布置1400W、1400M和1400T。图14所示的根据第五实施例的变焦镜头1400具有与图1所示的变焦镜头100大体相同的透镜结构，并且执行与图1所示的变焦镜头100大体相同的变焦、聚焦和图像抖动校正。从而，相似的标号在图1和图14中表示相似的元素，并且相同的箭头表示图1和图14的变焦镜头100和1400的移动轨迹。
表5a至5f示出了第五实施例中所示的变焦镜头1400的设计数据。另外，表5a至5f具有与表1a至1f中相同的参考指示符。
表5a
透镜表面 r d nd Νd
物体表面 ∞ ∞
S1 46.474 1.000 1.80401 46.57
S2 12.939 6.413
S3* -150.305 1.790 1.69012 52.90
S4* 42.024 0.150
S5 28.260 2.620 1.84667 23.79
S6 69.843 可变1
S7* 12.815 3.480 1.58916 60.60
S8* -74.655 2.258
S9(ST) ∞ 0.557
S10 62.917 0.600 1.72000 43.68
S11 8.418 4.800 1.49700 81.59
S12 -25.834 0.800
S13 27.373 1.560 1.48749 70.42
S14 645.580 可变2
S15* -93.231 1.200 1.73960 49.10
S16* 16.161 可变3
S17 -300.000 2.150 1.69012 52.90
S18* -45.679 可变4
S19 ∞ 2.000 1.51680 64.21
S20 ∞ 0.558
像平面
表5b
变焦比为2.94。
项目 广角位置 中间位置 摄远位置
焦距 16.500 26.500 48.497
f数 3.69 4.45 5.84
半视角(°) 43.56 29.08 16.40
像高 14.250 14.250 14.250
总镜头长度 80.469 75.909 75.960
BF(空气中) 21.515 20.069 23.456
表5c
可变距离 广角位置 中间位置 摄远位置
d6 24.650 12.038 0.612
d14 1.417 3.570 8.446
d16 2.828 10.173 13.386
d18 19.638 18.193 21.580
表5d
透镜表面 K A4 A6 A8 A10
S3 0 -7.30722E-05 9.73050E-07 -6.34114E-09 1.45807E-11
S4 0 -8.41822E-05 9.39744E-07 -6.84650E-09 1.53866E-11
S7 0 -2.87607E-05 -7.05899E-07 2.03822E-08 -3.75777E-10
S8 0 5.60522E-05 -6.54899E-07 1.63515E-08 -3.50975E-10
S15 0 5.20956E-04 -1.84192E-05 3.87613E-07 -4.31254E-09
S16 0 6.08674E-04 -1.88537E-05 3.88193E-07 -4.43276E-09
S18 0 -2.13779E-05 -3.60867E-08 4.10882E-12 -2.13947E-13
表5e
条件 第五实施例
M4/M2(1) 0.10
f4/ft(2) 1.59
nd3(3) 1.768
nd3-nd4(4) 0.075
M3/M2(5) 0.64
|f3/ft|(6) 0.37
f2/ft(7) 0.33
f2b/f2(8) 0.42
|f1/ft|(9) 12.69
表5f
广角位置 摄远位置
第五实施例 0.163mm 0.248Mm
图15示出了第五实施例的变焦镜头1400中的纵向像差(球面像差、像散场曲和畸变)。图16A和图16B示出了根据第五实施例的变焦镜头1400在广角位置和摄远位置的横向像差。另外，相同的参考指示符适用于图15、图16A和图16B与图3、图4A和图4B两者。
根据第五实施例的变焦镜头1400满足如表5a至表5e中所示的条件。在根据第五实施例的变焦镜头1400中，如图15、图16A和图16B所示可以适当地校正像差。
图17示出了基于第六实施例的设计数据的变焦镜头1700的布置。图17所示的根据第六实施例的变焦镜头1700具有与图1所示的变焦镜头100大体相同的透镜结构，并且执行与图1所示的变焦镜头100大体相同的变焦、聚焦和图像抖动校正。从而，相似的标号在图1和图17中表示相似的元素，并且相同的箭头分别表示图1和图17的变焦镜头100和1700的移动轨迹。
表6a至6f示出了第六实施例中所示的变焦镜头1700的设计数据。另外，表6a至6f具有与表1a至1f中相同的参考指示符。
表6a
透镜表面 r d nd Νd
物体表面 ∞ ∞
S1 31.587 1.650 1.83481 42.71
S2 11.323 7.748
S3* -72.114 1.180 1.69350 53.19
S4* 41.000 1.819
S5 33.871 4.000 1.84667 23.79
S6 205.069 可变1
S7* 16.767 3.800 1.58913 61.15
S8* -102.514 4.454
S9(ST) ∞ 0.800
S10 2065.337 1.500 1.72000 41.98
S11 10.833 5.200 1.49700 81.59
S12 -22.551 0.800
S13 30.982 3.730 1.48749 70.42
S14 1029.635 可变2
S15* -104.322 1.200 1.76802 49.24
S16* 27.665 可变3
S17 -74.947 2.230 1.61881 63.86
S18* -27.598 可变4
S19 ∞ 2.000 1.51680 64.21
S20 ∞ 0.558
像平面
表6b
项目 广角位置 中间位置 摄远位置
焦距 16.500 26.500 48.497
F数 3.59 4.61 6.49
半视角(°) 43.59 29.07 16.57
像高 14.250 14.250 14.250
总镜头长度 89.268 91.541 112.061
BF(空气中) 20.025 22.425 44.798
表6c
可变距离 广角位置 中间位置 摄远位置
d6 20.918 10.249 0.762
d14 4.422 6.293 8.108
d16 3.110 11.781 17.601
d18 18.149 20.549 42.921
表6d
透镜表面 K A4 A6 A8 A10
S3 0 1.09207E-05 -2.38358E-10 8.70393E-10 -1.00456E-11
S4 0 -1.31438E-05 -1.33050E-07 1.25840E-09 -1.89108E-11
S7 0 -2.12033E-05 -2.37949E-07 3.92621E-09 -8.99280E-11
S8 0 1.37854E-05 -2.12930E-07 2.96535E-09 -8.54743E-11
S15 0 1.83260E-05 -1.76437E-07 1.42427E-08 -1.96087E-10
S16 0 4.00964E-05 -2.29874E-07 1.40155E-08 -1.90432E-10
S18 0 -4.52742E-06 -1.36490E-08 -5.25177E-12 -1.13011E-13
表6e
条件 第六实施例
M4/M2(1) 0.58
f4/ft(2) 1.42
nd3(3) 1.768
nd3-nd4(4) 0.149
M3/M2(5) 0.91
|f3/ft|(6) 0.58
f2/ft(7) 0.43
f2b/f2(8) 0.41
|f1/ft|(9) 15.00
表6f
广角位置 摄远位置
第六实施例 0.162mm 0.220Mm
图18示出了第六实施例的变焦镜头1700中的纵向像差(球面像差、像散场曲和畸变)。图19A和图19B示出了根据第六实施例的变焦镜头1700在广角位置和摄远位置的横向像差。另外，相同的参考指示符适用于图18、图19A和图19B与图3、图4A和图4B两者。
根据第六实施例的变焦镜头1700满足如表6a至表6e中所示的条件。在根据第六实施例的变焦镜头1700中，如图18、图19A和图19B所示可以适当地校正像差。
图20示出了基于第七实施例的设计数据的变焦镜头2000的布置。图20所示的根据第七实施例的变焦镜头2000具有与图1所示的变焦镜头100大体相同的透镜结构，并且执行与图1所示的变焦镜头100大体相同的变焦、聚焦和图像抖动校正。从而，相似的标号在图1和图20中表示相似的元素，并且相同的箭头分别表示图1和图20的变焦镜头100和2000的移动轨迹。
表7a至7f示出了第七实施例中所示的变焦镜头2000的设计数据。另外，表7a至7f具有与表1a至1f中相同的参考指示符。
表7a
透镜表面 r d nd Νd
物体表面 ∞ ∞
S1 49.588 1.000 1.80401 46.57
S2 12.765 8.704
S3* -450.000 1.620 1.69012 52.90
S4* 63.899 0.959
S5 42.758 3.390 1.84667 23.79
S6 198.647 可变1
S7* 13.387 3.220 1.58916 60.60
S8* -170.889 2.724
S9(ST) ∞ 0.800
S10 47.254 0.600 1.72000 43.68
S11 8.331 5.070 1.49700 81.59
S12 -23.148 0.800
S13 25.881 1.490 1.48749 70.42
S14 136.467 可变2
S15* -104.952 1.200 1.74320 49.30
S16* 15.985 可变3
S17 -39.540 2.000 1.72903 54.04
S18* -26.799 可变4
S19 ∞ 2.000 1.51680 64.21
S20 ∞ 0.558
像平面
表7b
变焦比为2.94。
项目 广角位置 中间位置 摄远位置
焦距 16.500 26.500 48.508
F数 3.55 4.39 6.20
半视角(°) 43.47 28.59 16.42
像高 14.250 14.250 14.250
总镜头长度 83.705 78.621 90.044
BF(空气中) 20.352 20.013 31.304
表7c
可变距离 广角位置 中间位置 摄远位置
d6 24.650 10.754 0.500
d14 1.633 2.580 3.206
d16 2.811 11.016 20.775
d18 18.476 18.136 29.427
表7d
透镜表面 K A4 A6 A8 A10
S3 0 -1.72903E-05 3.12806E-07 -1.62631E-09 2.98365E-12
S4 0 -3.50497E-05 2.20597E-07 -1.40520E-09 -1.12369E-12
S7 0 -1.87600E-05 -2.86071E-07 1.40639E-08 -2.39214E-10
S8 0 4.24345E-05 -1.34908E-07 1.02746E-08 -2.26790E-10
S15 0 6.41462E-05 -3.96609E-06 1.46384E-07 -2.30636E-09
S16 0 9.43203E-05 -4.13263E-06 1.49624E-07 -2.56402E-09
S18 0 -2.88243E-06 -3.06502E-08 7.74928E-11 -2.57697E-13
表7e
条件 第七实施例
M4/M2(1) 0.36
f4/ft(2) 2.20
nd3(3) 1.743
nd3-nd4(4) 0.014
M3/M2(5) 0.95
|f3/ft|(6) 0.38
f2/ft(7) 0.34
f5/f2(8) 0.50
|f1/ft|(9) 5.68
表7f
广角位置 摄远位置
第七实施例 0.184mm 0.263Mm
图21示出了第七实施例的变焦镜头2000中的纵向像差(球面像差、像散场曲和畸变)。图22A和图22B示出了根据第七实施例的变焦镜头2000在广角位置和摄远位置的横向像差。另外，相同的参考指示符适用于图21、图22A和图22B与图3、图4A和图4B两者。
根据第七实施例的变焦镜头2000满足如表7a至表7e中所示的条件。在根据第七实施例的变焦镜头2000中，如图21、图22A和图22B所示可以适当地校正像差。
特此通过引用并入这里引用的包括公布、专利申请和专利在内的所有参考文献，到好像每个参考文献被单独并具体指明为通过引用并入并且在这里被全文记载了的程度。
为了促进对发明原理的理解，参考了附图中示出的实施例，并且使用了具体语言来描述这些实施例。然而，这些具体语言并不想要限制本发明的范围，并且本发明应当被解释为涵盖本领域普通技术人员通常将会想到的所有实施例。这里使用的术语是为了描述特定实施例，而并不想要限制本发明的示范性实施例。在对实施例的描述中，当认为对相关技术的某些详细说明可能不必要地模糊本发明的本质时，省略了这些详细说明。
对任何和所有示例的使用或者这里提供的示范性语言(例如，“比如”)只是想要更好地说明本发明，而并不想要对本发明的范围造成限制，除非另有声明。在不脱离如所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，本领域普通技术人员将容易清楚许多修改和适应性改变。因此，本发明的范围不由对本发明的详细描述限定，而由所附权利要求限定，并且范围内的所有差异都应被解释为包括在本发明中。
没有项目或组件对于本发明的实施是必要的，除非该元素被具体描述为“必要的”或“关键的”。还将认识到，这里使用的术语“包括”、“包含”、“具有”具体想要被理解为开放式术语。在描述本发明的上下文中(尤其是在所附权利要求的上下文中)对术语“一”和类似指称的使用要被解释为既覆盖单数也覆盖复数，除非上下文明确地另有指明。此外，应当理解，虽然术语“第一”、“第二”等等在这里可用于描述各种元素，但这些元素不应当受这些术语的限制，这些术语只是用于将一个元素与另一个相区分。此外，这里记载值的范围只是想要充当单独提及落在该范围内的每个单独值的快捷方法，除非这里另有指明，并且每个单独值被包含到说明书中，就好像其在这里被单独记载了那样。
虽然已参考附图描述了各种实施例，但本领域普通技术人员将理解，在不脱离如所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可对其进行形式和细节上的各种改变。

Claims (15)

1.一种变焦镜头，按从物侧起的顺序包括：
第一透镜组，该第一透镜组包括至少两个负透镜和单个正透镜，该第一透镜组具有负折光力；
第二透镜组，该第二透镜组包括多个透镜，该第二透镜组的至少一个校正透镜可在与光轴相交的表面中移动以执行图像抖动校正，该第二透镜组具有正折光力；
第三透镜组，该第三透镜组包括单个负透镜，该第三透镜组具有负折光力；以及
第四透镜组，该第四透镜组具有正折光力，
其中，所述第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组之间的间隔在从广角位置到摄远位置的变焦期间被改变，
并且所述变焦镜头满足以下条件：
0.05<M4/M2<1.0，以及
0.8<f4/ft<5.0，
其中M2表示在从广角位置到摄远位置的变焦期间所述第二透镜组在朝着光轴的方向上的移动量，M4表示在从广角位置到摄远位置的变焦期间所述第四透镜组在朝着光轴的方向上的移动量，f4表示所述第四透镜组的合成焦距，并且ft表示在摄远位置的总焦距。
2.如权利要求1所述的变焦镜头，其中，在所述第二透镜组内位于最邻近像侧之处的所述校正透镜被在与光轴相交的表面中移动以执行图像抖动校正。
3.如权利要求1所述的变焦镜头，其中，按从物侧起的顺序位于第三位置的所述校正透镜被在与光轴相交的表面中移动以执行图像抖动校正。
4.如权利要求1所述的变焦镜头，其中，所述第三透镜组的负透镜是双凹透镜。
5.如权利要求4所述的变焦镜头，其中，所述第三透镜组的负透镜具有至少一个非球面表面。
6.如权利要求1至5中的任何一项所述的变焦镜头，其中，所述第四透镜组包括单个正透镜。
7.如权利要求6所述的变焦镜头，其中，所述第四透镜组的正透镜是在像侧凸起的弯月形透镜。
8.如权利要求7所述的变焦镜头，其中，所述第四透镜组的正透镜具有至少一个非球面表面。
9.如权利要求6所述的变焦镜头，其中，所述变焦镜头满足以下条件：
1.65<nd3，以及
0.005<nd3-nd4，
其中nd3表示所述第三透镜组的负透镜在d线的折射率，并且nd4表示所述第四透镜组的正透镜在d线的折射率。
10.如权利要求1至5中的任何一项所述的变焦镜头，其中，所述变焦镜头满足以下条件：
0.55<M3/M2<1.0，
其中M2表示在从广角位置到摄远位置的变焦期间所述第二透镜组在朝着光轴的方向上的移动量，并且M3表示在从广角位置到摄远位置的变焦期间所述第三透镜组在朝着光轴的方向上的移动量。
11.如权利要求10所述的变焦镜头，其中，所述变焦镜头满足以下条件：
0.1<|f3/ft|<0.8，
其中f3表示所述第三透镜组的焦距，并且ft表示在摄远位置的总焦距。
12.如权利要求1至5中的任何一项所述的变焦镜头，其中，所述第二透镜组按从物侧起的顺序包括具有正折光力的第一透镜、具有正折光力的第二透镜以及具有正折光力的第三透镜。
13.如权利要求12所述的变焦镜头，其中，所述变焦镜头满足以下条件：
0.1<f2/ft<0.8，
其中f2表示第二透镜组的焦距，并且ft表示在摄远位置的总焦距。
14.如权利要求1所述的变焦镜头，其中，所述变焦镜头满足以下条件：
2.0<f5/f2<20.0，
其中f5表示所述第二透镜组的第二透镜的焦距，并且ft表示在摄远位置的总焦距。
15.一种电子装置，包括：
变焦镜头；以及
固态成像器件，该固态成像器件捕捉由所述变焦镜头形成的图像；
其中，所述变焦镜头按从物侧起的顺序包括：
第一透镜组，该第一透镜组包括至少两个负透镜和单个正透镜，该第一透镜组具有负折光力；
第二透镜组，该第二透镜组包括多个透镜，该第二透镜组的至少一个校正透镜可在与光轴相交的表面上移动以执行图像抖动校正，该第二透镜组具有正折光力；
第三透镜组，该第三透镜组包括单个负透镜，该第三透镜组具有负折光力；以及
第四透镜组，该第四透镜组具有正折光力；
其中，所述第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组之间的间隔在从广角位置到摄远位置的变焦期间被改变，
并且所述变焦镜头满足以下条件：
0.05<M4/M2<1.0，以及
0.8<f4/ft<5.0，
其中M2表示在从广角位置到摄远位置的变焦期间所述第二透镜组在朝着光轴的方向上的移动量，M4表示在从广角位置到摄远位置的变焦期间所述第四透镜组在朝着光轴的方向上的移动量，f4表示所述第四透镜组的合成焦距，并且ft表示在摄远位置的总焦距。
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