CN106249390B - 变焦镜头系统 - Google Patents

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CN106249390B CN201610076262.5A CN201610076262A CN106249390B CN 106249390 B CN106249390 B CN 106249390B CN 201610076262 A CN201610076262 A CN 201610076262A CN 106249390 B CN106249390 B CN 106249390B
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Abstract

提供一种变焦镜头系统，包括：具有负屈光力的第一透镜组；具有正屈光力的第二透镜组；在第一透镜组与第二透镜组之间的光阑，其中，从物侧至像侧顺序地布置第一透镜组和第二透镜组，其中，所述变焦镜头系统通过沿光轴分别移动第二透镜组和第一透镜组来执行变焦和聚焦，并且满足下面的条件表达式：2.5<(fw/ft)×(Tw/Y)<4.5，其中，fw表示在广角端的整个焦距，ft表示在远摄端的整个焦距，Tw表示像平面与在广角端的第一透镜组的最靠近于物侧的透镜的物侧透镜表面之间的距离，Y表示径向轴图像高度。

Description

变焦镜头系统
本申请要求于2015年6月9日提交到韩国知识产权局的第10-2015-0081533号韩国专利申请的优先权，该申请的公开通过引用全部包含于此。
技术领域
与本发明构思的示例性实施例一致的设备涉及变焦镜头系统，更具体地说，涉及一种双组变焦镜头系统。
背景技术
最近，随着在像素的数量已经增加的同时诸如电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)的固体成像装置在尺寸上已经减小，对关于在成像光学装置(诸如，包括成像装置的数字相机、视频相机或监控相机)中包括的镜头系统的高光学性能和紧凑尺寸的需求也在增长。
随着数字相机和监控相机的用户正在变得更加专业以及用户的数量正在增长，对具有高放大倍率和高光学性能的成像装置的需求正在增长。因此，在数字相机或监控相机中包括的变焦镜头也被要求具有高性能、高放大倍率、紧凑尺寸和轻重量。
发明内容
本发明构思的示例性实施例提供一种具有紧凑尺寸的双组变焦镜头系统，所述双组变焦镜头系统能够校正从可见光范围至近红外范围的像差，从而不但能够在白天而且能够在晚上捕获高分辨率图像。
本发明构思的各个方面将在下面的描述中部分阐述，部分从该描述将是清楚的，或者可以通过呈现的实施例的实践而获知。
根据一个或多个示例性实施例，提供一种变焦镜头系统，所述变焦镜头系统可包括：具有负屈光力的第一透镜组；具有正屈光力的第二透镜组；以及被布置在第一透镜组与第二透镜组之间的光阑，其中，从物侧至像侧顺序地布置第一透镜组和第二透镜组，其中，所述变焦镜头系统通过沿光轴移动第二透镜组来执行变焦，通过沿光轴移动第一透镜组来执行聚焦，并且满足下面的条件表达式：
2.5<(fw/ft)×(Tw/Y)<4.5，
其中，fw表示在广角端的整个焦距，ft表示在远摄端的整个焦距，Tw表示像平面与在广角端的第一透镜组的最靠近于物侧的透镜的物侧透镜表面之间的距离，Y表示径向轴图像高度。
所述变焦镜头系统可满足下面的条件表达式：
2.5<|f1/fw|<3.0，
0.8<|f1/f2|<1.0，和
3.1<|f2/fw|<3.5，
其中，f1表示第一透镜组的焦距，f2表示第二透镜组的焦距。
第一透镜组可包括：具有负屈光力的第一透镜；具有负屈光力的第二透镜；以及具有正屈光力的第三透镜，其中，从物侧至像侧顺序地布置第一透镜、第二透镜和第三透镜。
第二透镜和第三透镜可以是胶合透镜。
所述变焦镜头系统可满足下面的条件表达式：
vd12>65，和
Nd13>1.90，
其中，vd12表示第二透镜的阿贝数，Nd13表示在d线的第三透镜的折射率。
第二透镜组可包括：均具有正屈光力的第四透镜、第五透镜和第六透镜；具有负屈光力的第七透镜；以及均具有正屈光力的第八透镜和第九透镜，其中，从物侧至像侧顺序地布置第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜。
第四透镜可包括至少一个非球面透镜，其中，所述变焦镜头系统满足下面的条件表达式：
vd24>60，
其中，vd24表示第四透镜的阿贝数。
第六透镜、第七透镜和第八透镜可以是三胶合透镜。
所述变焦镜头系统可满足下面的条件表达式：
3.5<|(vd28-vd27)|/vd26<5.0，
其中，vd26、vd27和vd28分别表示第六透镜、第七透镜和第八透镜的阿贝数。
所述变焦镜头系统可满足下面的条件表达式：
vd26<vd27<vd28，
其中，vd26、vd27和vd28分别表示第六透镜、第七透镜和第八透镜的阿贝数。
所述变焦镜头系统还可包括第一透镜组与第二透镜组之间的近红外光阻挡滤波器。
根据一个或多个示例性实施例，提供一种变焦镜头系统，所述变焦镜头系统可包括：具有负屈光力的第一镜头组；具有正屈光力的第二镜头组；以及被布置在第一透镜组与第二透镜组之间的光阑，其中，从物侧至像侧顺序地布置第一透镜组和第二透镜组，其中，所述变焦镜头系统通过沿光轴移动第二透镜组来执行变焦，并且通过沿光轴移动第一透镜组来执行聚焦，其中，第二透镜组包括：均具有正屈光力的第四透镜、第五透镜和第六透镜；具有负屈光力的第七透镜；以及均具有正屈光力的第八透镜和第九透镜，其中，从物侧至像侧顺序地布置第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜，其中，所述变焦镜头系统满足下面的条件表达式：
3.5<|(vd28-vd27)|/vd26<5.0，
其中，vd26、vd27和vd28分别表示第六透镜、第七透镜和第八透镜的阿贝数。
第六透镜、第七透镜和第八透镜可以是胶合透镜。
所述变焦镜头系统可满足下面的条件表达式：
vd26<vd27<vd28，
其中，vd26、vd27和vd28分别表示第六透镜、第七透镜和第八透镜的阿贝数。
第四透镜可包括至少一个非球面透镜，其中，所述变焦镜头系统满足下面的条件表达式：
vd24>60，
其中，vd24表示第四透镜的阿贝数。
所述变焦镜头系统可满足下面的条件表达式：
2.5<(fw/ft)×(Tw/Y)<4.5，
其中，fw表示在广角端的整个焦距，ft表示在远摄端的整个焦距，Tw表示像平面与在广角端的第一透镜组的最靠近于物侧的透镜的物侧透镜表面之间的距离，Y表示径向轴图像高度。
所述变焦镜头系统可满足下面的条件表达式：
2.5<|f1/fw|<3.0，
0.8<|f1/f2|<1.0，和
3.1<|f2/fw|<3.5，
其中，f1表示第一透镜组的焦距，f2表示第二透镜组的焦距。
第一透镜组可包括：具有负屈光力的第一透镜；具有负屈光力的第二透镜；以及具有正屈光力的第三透镜，其中，从物侧至像侧顺序地布置第一透镜、第二透镜和第三透镜，并且第二透镜和第三透镜是胶合透镜。
所述变焦镜头系统可满足下面的条件表达式：
vd12>65，和
Nd13>1.90，
其中，vd12表示第二透镜的阿贝数，Nd13表示在d线的第三透镜的折射率。
所述变焦镜头系统还可包括第一透镜组与第二透镜组之间的近红外光阻挡滤波器。
附图说明
从以下结合附图对实施例进行的描述，这些和/或其他方面将变得清楚和更容易理解，其中：
图1示出根据本发明构思的示例性实施例的变焦镜头系统的光学布局；
图2示出根据本发明构思的示例性实施例的在图1中所示的变焦镜头系统的广角端的纵向球面像差、像散和畸变的示图；
图3示出根据本发明构思的示例性实施例的在图1中所示的变焦镜头系统的远摄端的纵向球面像差、像散和畸变的示图；
图4示出根据本发明构思的另一示例性实施例的变焦镜头系统的光学布局；
图5示出根据本发明构思的示例性实施例的在图4中所示的变焦镜头系统的广角端的纵向球面像差、像散和畸变的示图；
图6示出根据本发明构思的示例性实施例的在图4中所示的变焦镜头系统的远摄端的纵向球面像差、像散和畸变的示图；
图7示出根据本发明构思的另一示例性实施例的变焦镜头系统的光学布局；
图8示出根据本发明构思的示例性实施例的在图7中所示的变焦镜头系统的广角端的纵向球面像差、像散和畸变的示图；
图9示出根据本发明构思的示例性实施例的在图7中所示的变焦镜头系统的远摄端的纵向球面像差、像散和畸变的示图；
图10示出根据本发明构思的另一示例性实施例的变焦镜头系统的光学布局；
图11示出根据本发明构思的示例性实施例的在图10中所示的变焦镜头系统的广角端的纵向球面像差、像散和畸变的示图；
图12示出根据本发明构思的示例性实施例的在图10中所示的变焦镜头系统的远摄端的纵向球面像差、像散和畸变的示图；
图13示出根据本发明构思的另一示例性实施例的变焦镜头系统的光学布局；
图14示出根据本发明构思的示例性实施例的在图13中所示的变焦镜头系统的广角端的纵向球面像差、像散和畸变的示图；
图15示出根据本发明构思的示例性实施例的在图13中所示的变焦镜头系统的远摄端的纵向球面像差、像散和畸变的示图。
具体实施方式
现在，将详细描述在附图中示出的示例性实施例，其中，相同的参考标号始终表示相同的元件。就这一点而言，示例性实施例可具有不同的形式，并且不应该被解释为受限于这里所阐述的描述。因此，下面仅通过参考附图描述示例性实施例，以解释本发明构思的各方面。
当本发明构思允许各种改变和多个实施例时，具体的示例性实施例将在附图中被示出并在书面描述中被详细地描述。通过参考详细描述的实施例以及附图，本发明构思的效果和特征以及用于实现本发明构思的效果和特征的方法将被清楚地理解。然而，本发明构思可以以许多不同的形式来实现并且不应该被解释为受限于这里所阐述的示例性实施例。
以下，将参照附图更加详细地描述本发明构思的示例性实施例。相同或相应的组件被标示相同的参考标号而不管附图的标号，并且冗余的解释被省略。
尽管诸如“第一”、“第二”等的术语可被用于描述各种组件，但是这些组件不必受限于以上术语。以上术语仅被用于将一个组件与另一组件进行区分。
除非在上下文中单数形式的表达具有明确不同的含义，否则单数形式的表达包含复数形式的表达。
在本说明书中，将理解诸如“包括”或“具有”等的术语意在指示存在特征或组件，并且不意在排除可存在或可添加一个或多个其他特征或其组件的可能性。
为了方便解释，可夸大或缩小元件的尺寸。例如，为了方便解释，附图中所示的每个元件的尺寸和厚度被任意地示出，并且本发明构思不必受附图限制。
当诸如“……中的至少一个”的表达出现在一列元件之后时，其修饰整列元件而不是修饰列中的单个元件。
图1、图4、图7、图10和图13示出根据本发明构思的示例性实施例的变焦镜头系统的光学布局。
参照图1、图4、图7、图10和图13，变焦镜头系统按照从物侧O至像侧I的顺序包括：第一透镜组G1、光阑ST和第二透镜组G2。第一透镜组G1和第二透镜组G2分别具有负屈光力和正屈光力，并且光阑ST可被布置在第一透镜组G1与第二透镜组G2之间。
变焦镜头系统可通过沿光轴移动第二透镜组G2来执行变焦，并且可通过沿光轴移动第一透镜组G1来执行聚焦。图1中所示的方向c表示在变焦期间第二透镜组G2的移动方向，方向a和方向b表示第一透镜组G1的移动方向以根据变焦来校正聚焦的变化。方向a和方向b分别表示在对远距离和近距离处的物体进行聚焦期间第一透镜组G1的移动方向。
变焦镜头系统不但对于可见光而且对于红外光具有很好的光学性能，可在第一透镜组G1与第二透镜组G2之间布置近红外光阻挡滤波器B1。在日间当捕获由物体反射的可见光时，近红外光阻挡滤波器B1可被布置在光阑ST的前面；在夜间当捕获由物体反射的红外光时，近红外光阻挡滤波器B1可被布置在相对于入射光路径的外部。
通过在第一透镜组G1与第二透镜组G2之间布置近红外光阻挡滤波器B1，可提供第二透镜组G2与像平面IP之间的短距离，从而减小变焦镜头系统的尺寸。
根据示例性实施例的变焦镜头系统可满足下面的条件表达式1。
<条件表达式1>
2.5<(fw/ft)×(Tw/Y)<4.5
这里，fw表示在广角端的整个焦距，ft表示在远摄端的整个焦距，Tw表示像平面IP与在广角端的第一透镜组G1的最靠近于物侧O的透镜的物侧透镜表面之间的距离，Y表示径向轴(radial axis)图像高度。径向轴图像高度可对应于图像传感器的像平面IP的对角线距离的一半。
当在广角端的焦距和在远摄端的焦距具有预定比率时，<条件表达式1>限定光学系统的整个尺寸与图像高度之间的比率的范围。在等于或小于<条件表达式1>的下限的范围内，与图像高度相比光学系统的尺寸较小，因此，难以构造能够形成图像的变焦镜头系统；在等于或大于<条件表达式1>的上限的范围内，与图像高度相比光学系统的尺寸增大，因此可能难以构造具有紧凑尺寸的光学系统。也就是说，当满足<条件表达式1>时，即使由于高像素分辨率的需求而引起图像传感器的像平面IP的尺寸增大，也可提供包括具有较短总长度的光学系统的变焦镜头系统。
根据示例性实施例的变焦镜头系统可满足下面的条件表达式2。
<条件表达式2>
2.5<|f1/fw|<3.0
这里，f1表示第一透镜组G1的焦距。
<条件表达式2>表示第一透镜组G1的焦距相对于在广角端的整个焦距的比率的范围，并且限定第一透镜组G1的屈光力。当|f1/fw|在<条件表达式2>的范围之内时，可控制外围区域的像差并且可获得变焦镜头的紧凑尺寸。当|f1/fw|等于或小于<条件表达式2>的下限时，在外围区域中可发生像差；当|f1/fw|等于或大于<条件表达式2>的上限时，会难以获得广角，并且包括在第一透镜组G1中的最靠近于物侧O的透镜的有效直径增大，因此，很难获得具有紧凑尺寸的变焦镜头。
根据示例性实施例的变焦镜头系统可满足下面的<条件表达式3>。
<条件表达式3>
0.8<|f1/f2|<1.0
这里，f2表示第二透镜组G2的焦距。
<条件表达式3>表示第一透镜组G1的焦距与第二透镜组G2的焦距的比率的范围，并且限定第一透镜组G1与第二透镜组G2之间的屈光力的分布。在等于或小于<条件表达式3>的下限的范围内，第二透镜组G2的屈光力变弱并且在变焦期间第二透镜组G2的移动量增大；在等于或大于<条件表达式3>的上限的范围内，第二透镜组G2的屈光力增大，并且可能难以校正像差。
根据本发明构思的示例性实施例的变焦镜头系统可满足下面的条件表达式4。
<条件表达式4>
3.1<|f2/fw|<3.5
<条件表达式4>表示第二透镜组G2的焦距相对于在广角端的整个焦距的比率的范围，在等于或小于<条件表达式4>的下限的范围内，第二透镜组G2的屈光力增大并且可能难以校正像差；在等于或大于<条件表达式4>的上限的范围内，第二透镜组G2的屈光力可变弱并且在变焦期间第二透镜组G2的移动量可增大。
第一透镜组G1可包括三个透镜，并且可通过沿光轴移动第一透镜组G1来执行聚焦。第一透镜组G1按照从物侧O至像侧I的顺序可包括：具有负屈光力的第一透镜L11、具有负屈光力的第二透镜L12以及具有正屈光力的第三透镜L13。第二透镜L12和第三透镜L13可由胶合透镜形成，并且胶合透镜可有助于在远摄端的色差的校正。
根据示例性实施例的变焦镜头系统可满足下面的条件表达式5和条件表达式6。
<条件表达式5>
vd12>65
<条件表达式6>
Nd13>1.90
这里，vd12表示第二透镜L12的阿贝数(Abbe number)，Nd13表示在d线(d-line)的第三透镜L13的折射率。在等于或小于<条件表达式5>的下限的范围内，在远摄端可发生色差；在等于或小于<条件表达式6>的下限的范围内，第三透镜L13的曲率突然增大，从而引起球面像差。
第二透镜组G2可包括六个透镜。第二透镜组G2按照从物侧O至像侧I的顺序可包括：均具有正屈光力的第四透镜L24、第五透镜L25和第六透镜L26，具有负屈光力的第七透镜L27，以及均具有正屈光力的第八透镜L28和第九透镜L29。
第四透镜L24的至少一个表面可以是可有助于球面像差的校正的非球面。此外，第四透镜L24可满足下面的条件表达式7。
<条件表达式7>
vd24>60
这里，vd24表示第四透镜L24的阿贝数。在等于或小于<条件表达式7>的下限的范围内，可发生轴向色差并且可能难以校正近红外范围中的色差。
第二透镜组G2的第六透镜L26、第七透镜L27和第八透镜L28可由三胶合透镜形成。三胶合透镜有助于近红外范围内的色差的校正，并且可满足下面的条件表达式8。
<条件表达式8>
3.5<|(vd28-vd27)|/vd26<5.0
这里，vd26、vd27和vd28分别表示第六透镜L26、第七透镜L27和第八透镜L28的阿贝数。在等于或小于<条件表达式8>的下限的范围内或者在等于或大于<条件表达式8>的上限的范围内，根据三胶合透镜校正色差的效果降低，并且在近红外范围内可发生色差。
此外，三胶合透镜可满足下面的条件表达式9。
<条件表达式9>
vd26<vd27<vd28
<条件表达式9>表示从物侧O至像侧I顺序地布置的第六透镜L26、第七透镜L27和第八透镜L28的阿贝数的相对大小。当满足<条件表达式9>时，变焦镜头系统的色差可有效地减小。
第二透镜组G2的第九透镜L29具有正屈光力，并且第九透镜L29的至少一个表面可以是非球面，并且可使用非球面来校正可在外围区域中发生的彗形像差。
可在第二透镜组G2与像平面IP之间布置光学块B2。例如，光学块B2可以是保护玻璃(cover glass)CG以保护图像传感器的像平面IP。
根据以上描述的结构，可提供具有紧凑尺寸的双组变焦镜头系统，所述双组变焦镜头系统能够校正从可见光范围至近红外范围的色差，从而不但能够在白天还能够在晚上捕获高分辨率图像。
以下，将参照表1至表15来描述根据示例性实施例的变焦镜头系统的设计数据。
在设计数据中，f表示焦距[mm]，Fno表示F数，FOV表示视场[°]，R表示每个透镜表面的曲率半径[mm](R值为无穷大的表面指示该表面是平的)。Dn表示光轴上的透镜表面与透镜表面之间的距离[mm]，并且指示透镜的厚度或透镜之间的距离。Nd表示在d线的每个透镜的折射率，vd表示在d线的每个透镜的阿贝数。
在示例性实施例中包括的非球面ASP通过下面的等式定义。
Figure GDA0001696004550000101
当假设光轴方向是z轴，垂直于光轴方向的方向是h轴，并且光线的传播方向为正时，在根据示例性实施例的变焦镜头系统中包括的非球面形状可被表示为以上的等式。这里，z表示光轴方向上的距透镜的顶点的距离，h表示垂直于光轴的方向上的距离，K表示圆锥常数，A、B、C和D表示非球面系数，c表示在透镜的顶点处的曲率半径的倒数(1/R)。
<第一实施例>
表1示出根据图1所示的示例性实施例的变焦镜头系统的设计数据。参照图1，当第一透镜L11的朝向物侧O的表面被称为第一表面S1时，Si表示透镜的第i表面，并且表面标号朝向像侧I增大。
[表1]
Figure GDA0001696004550000102
Figure GDA0001696004550000111
在以上的表1中，*指示非球面。stop表示光阑。
表2示出根据图1所示的示例性实施例的包括在变焦镜头系统中的非球面的非球面系数。在非球面系数的数值中，符号“E-m(m是整数)”表示×10-m。
[表2]
Figure GDA0001696004550000112
Figure GDA0001696004550000121
表3示出分别在广角端和远摄端的根据图1中所示的示例性实施例的变焦镜头系统的焦距f、F数(Fno)、视场FOV以及可变距离。
[表3]
广角端 远摄端
f 2.94 11.38
Fno 1.26 3.10
FOV 70.11 16.99
D5 13.64 3.06
D8 10.20 0.55
D18 1.65 11.30
图2示出在图1中所示的变焦镜头系统的广角端的纵向球面像差、像散和畸变的示图。图3示出在图1中所示的变焦镜头系统的远摄端的纵向球面像差、像散和畸变的示图。
针对具有大约852.1100nm(s线)、大约656.2725nm(c线)、587.5600nm(d线)和435.8400nm(f线)的波长的光示出纵向球面像差，并且针对具有大约587.5600nm(d线)的波长的光示出像散和畸变。在像散曲线中，虚线T表示子午像散，实线S表示弧矢像散。
<第二实施例>
表4示出根据图4中所示的示例性实施例的变焦镜头系统的设计数据。
[表4]
Figure GDA0001696004550000122
Figure GDA0001696004550000131
在以上的表4中，*指示非球面。stop表示光阑。
表5示出根据图4中所示的示例性实施例的包括在变焦镜头系统中的非球面的非球面系数。在非球面系数的数值中，符号“E-m(m是整数)”表示×10-m。
[表5]
Figure GDA0001696004550000132
Figure GDA0001696004550000141
表6示出分别在广角端和远摄端的根据图4中所示的示例性实施例的变焦镜头系统的焦距f、F数(Fno)、视场FOV以及可变距离。
[表6]
广角端 远摄端
f 2.94 11.38
Fno 1.26 3.11
FOV 69.80 17.04
D5 13.54 3.15
D8 10.60 0.55
D18 1.65 11.70
图5示出在图4中所示的变焦镜头系统的广角端的纵向球面像差、像散和畸变的示图。图6示出在图4中所示的变焦镜头系统的远摄端的纵向球面像差、像散和畸变的示图。
针对具有大约852.1100nm(s线)、大约656.2725nm(c线)、587.5600nm(d线)和435.8400nm(f线)的波长的光示出纵向球面像差，并且针对具有大约587.5600nm(d线)的波长的光示出像散和畸变。在像散曲线中，虚线T表示子午像散，实线S表示弧矢像散。
<第三实施例>
表7示出根据图7中所示的示例性实施例的变焦镜头系统的设计数据。
[表7]
Figure GDA0001696004550000142
Figure GDA0001696004550000151
在以上的表7中，*指示非球面。stop表示光阑。
表8示出根据图7中所示的示例性实施例的包括在变焦镜头系统中的非球面的非球面系数。在非球面系数的数值中，符号“E-m(m是整数)”表示×10-m。
[表8]
Figure GDA0001696004550000161
表9示出分别在广角端和远摄端的根据图7中所示的示例性实施例的变焦镜头系统的焦距f、F数(Fno)、视场FOV以及可变距离。
[表9]
广角端 远摄端
f 2.94 11.39
Fno 1.26 3.01
FOV 76.83 17.03
D5 14.89 2.93
D8 10.24 0.55
D18 1.65 11.34
图8示出在图7中所示的变焦镜头系统的广角端的纵向球面像差、像散和畸变的示图。图9示出在图7中所示的变焦镜头系统的远摄端的纵向球面像差、像散和畸变的示图。
针对具有大约852.1100nm(s线)、大约656.2725nm(c线)、587.5600nm(d线)和435.8400nm(f线)的波长的光示出纵向球面像差，并且针对具有大约587.5600nm(d线)的波长的光示出像散和畸变。在像散曲线中，虚线T表示子午像散，实线S表示弧矢像散。
<第四实施例>
表10示出根据图10中所示的示例性实施例的变焦镜头系统的设计数据。
[表10]
表面标号 R Dn Nd vd
S1 32.300 0.80 1.9537 32.3188
S2 7.000 5.65
S3 -16.150 0.60 1.4875 70.4412
S4 12.582 2.35 2.0170 20.8300
S5* 46.617 D5
S6 无穷大 0.21 1.5180 74.6000
S7(stop) 无穷大 0
S8 无穷大 D8
S9* 9.049 3.09 1.5995 65.5733
S10* -84.833 0.15
S11 8.719 4.13 1.4370 95.1004
S12 -18.829 0.15
S13 无穷大 1.46 2.1041 17.0180
S14 -17.754 0.60 2.0006 25.4580
S15 4.550 2.23 1.4370 95.1004
S16 18.360 0.15
S17* 6.218 2.26 1.6889 31.081
S18* 17.500 D18
S19 无穷大 1.3 1.5230 58.5876
S20 无穷大 2.2
IP 无穷大 0
在以上的表10中，*指示非球面。stop表示光阑。
表11示出根据图10中所示的示例性实施例的包括在变焦镜头系统中的非球面的非球面系数。在非球面系数的数值中，符号“E-m(m是整数)”表示×10-m。
[表11]
Figure GDA0001696004550000181
表12示出分别在广角端和远摄端的根据图10中所示的示例性实施例的变焦镜头系统的焦距f、F数(Fno)、视场FOV以及可变距离。
[表12]
广角端 远摄端
f 2.94 11.40
Fno 1.27 3.12
FOV 76.85 17.08
D5 13.76 3.41
D8 10.76 0.35
D18 1.65 12.06
图11示出在图10中所示的变焦镜头系统的广角端的纵向球面像差、像散和畸变的示图。图12示出在图10中所示的变焦镜头系统的远摄端的纵向球面像差、像散和畸变的示图。
针对具有大约852.1100nm(s线)、大约656.2725nm(c线)、587.5600nm(d线)和435.8400nm(f线)的波长的光示出纵向球面像差，并且针对具有大约587.5600nm(d线)的波长的光示出像散和畸变。在像散曲线中，虚线T表示子午像散，实线S表示弧矢像散。
<第五实施例>
表13示出根据图13中所示的示例性实施例的变焦镜头系统的设计数据。
[表13]
表面标号 R Dn Nd vd
S1 35.426 0.85 1.9537 32.3188
S2 7.040 5.65
S3 -16.000 0.60 1.4875 70.4412
S4 14.592 2.21 2.0017 19.3240
S5* 71.400 D5
S6 无穷大 0.21 1.5180 74.6000
S7(stop) 无穷大 0
S8 无穷大 D8
S9* 8.030 3.36 1.5533 71.6846
S10* -90.120 0.15
S11 10.539 3.67 1.4370 95.1004
S12 -22.715 0.15
S13 49.937 1.42 2.1041 17.0180
S14 -38.286 0.70 2.0006 25.4580
S15 4.550 2.37 1.4370 95.1004
S16 21.443 0.15
S17* 7.000 2.51 1.6889 31.1605
S18* 17.500 D18
S19 无穷大 1.1 1.5230 58.5876
S20 无穷大 2.4
IP 无穷大 0
在以上的表13中，*指示非球面。stop表示光阑。
表14示出根据图13中所示的示例性实施例的包括在变焦镜头系统中的非球面的非球面系数。在非球面系数的数值中，符号“E-m(m是整数)”表示×10-m。
[表14]
Figure GDA0001696004550000201
表15示出分别在广角端和远摄端的根据图13中所示的示例性实施例的变焦镜头系统的焦距f、F数(Fno)、视场FOV以及可变距离。
[表15]
广角端 远摄端
f 2.94 11.40
Fno 1.27 3.14
FOV 77.43 17.07
D5 13.97 3.41
D8 10.90 0.40
D18 1.65 12.15
图14示出在图13中所示的变焦镜头系统的广角端的纵向球面像差、像散和畸变的示图。图15示出在图13中所示的变焦镜头系统的远摄端的纵向球面像差、像散和畸变的示图。
针对具有大约852.1100nm(s线)、大约656.2725nm(c线)、587.5600nm(d线)和435.8400nm(f线)的波长的光示出纵向球面像差，并且针对具有大约587.5600nm(d线)的波长的光示出像散和畸变。在像散曲线中，虚线T表示子午像散，实线S表示弧矢像散。
下面的表16示出根据示例性实施例的变焦镜头系统满足<条件表达式1至条件表达式4和条件表达式8>。
[表16]
Figure GDA0001696004550000211
根据示例性实施例，可实现具有紧凑尺寸的双组变焦镜头系统，所述双组变焦镜头系统能够校正从可见光范围至近红外范围的色差，从而不但能够在白天还能够在晚上捕获高分辨率图像。
此外，可提供具有紧凑尺寸和高光学性能的变焦镜头系统。
应理解，这里描述的示例性实施例应仅被认为是描述性意义，而不是为了限制的目的。对每个示例性实施例中的特征或方面的描述通常应被认为可用于其他示例性实施例中的其他类似特征或方面。
虽然已经参照附图描述了一个或多个示例性实施例，但是本领域的普通技术人员将理解，在不脱离由权利要求所限定的本发明构思的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种改变。

Claims (19)

1.一种变焦镜头系统，包括：
具有负屈光力的第一透镜组；
具有正屈光力的第二透镜组；
被布置在第一透镜组与第二透镜组之间的光阑，
其中，从物侧至像侧顺序地布置第一透镜组和第二透镜组，
其中，所述变焦镜头系统被配置为通过沿光轴移动第二透镜组来执行变焦，并且通过沿光轴移动第一透镜组来执行聚焦，
其中，所述变焦镜头系统满足下面的条件表达式：
2.5<(fw/ft)×(Tw/Y)<4.5，
2.5<|f1/fw|<3.0，
0.8<|f1/f2|<1.0，和
3.1<|f2/fw|<3.5，
其中，fw表示在广角端的整个焦距，ft表示在远摄端的整个焦距，f1表示第一透镜组的焦距，f2表示第二透镜组的焦距，Tw表示像平面与在广角端的第一透镜组的最靠近于物侧的透镜的物侧透镜表面之间的距离，Y表示径向轴图像高度。
2.如权利要求1所述的变焦镜头系统，其中，第一透镜组包括：
具有负屈光力的第一透镜；
具有负屈光力的第二透镜；
具有正屈光力的第三透镜，
其中，从物侧至像侧顺序地布置第一透镜、第二透镜和第三透镜。
3.如权利要求2所述的变焦镜头系统，其中，第二透镜和第三透镜一起形成胶合透镜。
4.如权利要求3所述的变焦镜头系统，其中，所述变焦镜头系统满足下面的条件表达式：
vd12>65，和
Nd13>1.90，
其中，vd12表示第二透镜的阿贝数，Nd13表示在d线的第三透镜的折射率。
5.如权利要求1的变焦镜头系统，其中，第二透镜组包括：
均具有正屈光力的第四透镜、第五透镜和第六透镜；
具有负屈光力的第七透镜；
均具有正屈光力的第八透镜和第九透镜，
其中，从物侧至像侧顺序地布置第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜和第九透镜。
6.如权利要求5的变焦镜头系统，其中，第四透镜包括至少一个非球面，
其中，所述变焦镜头系统满足下面的条件表达式：
vd24>60，
其中，vd24表示第四透镜的阿贝数。
7.如权利要求5的变焦镜头系统，其中，第六透镜、第七透镜和第八透镜一起形成三胶合透镜。
8.如权利要求7的变焦镜头系统，其中，所述变焦镜头系统满足下面的条件表达式：
3.5<|(vd28-vd27)|/vd26<5.0，
其中，vd26、vd27和vd28分别表示第六透镜、第七透镜和第八透镜的阿贝数。
9.如权利要求7的变焦镜头系统，其中，所述变焦镜头系统满足下面的条件表达式：
vd26<vd27<vd28，
其中，vd26、vd27和vd28分别表示第六透镜、第七透镜和第八透镜的阿贝数。
10.如权利要求1的变焦镜头系统，还包括第一透镜组与第二透镜组之间的近红外光阻挡滤波器。
11.一种变焦镜头系统，包括：
具有负屈光力的第一透镜组；
具有正屈光力的第二透镜组；
被布置在第一透镜组与第二透镜组之间的光阑，
其中，从物侧至像侧顺序地布置第一透镜组和第二透镜组，
其中，所述变焦镜头系统被配置为通过沿光轴移动第二透镜组来执行变焦，并且通过沿光轴移动第一透镜组来执行聚焦，
其中，第二透镜组包括：
均具有正屈光力的第四透镜、第五透镜和第六透镜；
具有负屈光力的第七透镜；
均具有正屈光力的第八透镜和第九透镜，
其中，从物侧至像侧顺序地布置第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜和第九透镜，
其中，所述变焦镜头系统满足下面的条件表达式：
3.5<|(vd28-vd27)|/vd26<5.0，
其中，vd26、vd27和vd28分别表示第六透镜、第七透镜和第八透镜的阿贝数。
12.如权利要求11所述的变焦镜头系统，其中，第六透镜、第七透镜和第八透镜一起形成三胶合透镜。
13.如权利要求12所述的变焦镜头系统，其中，所述变焦镜头系统满足下面的条件表达式：
vd26<vd27<vd28，
其中，vd26、vd27和vd28分别表示第六透镜、第七透镜和第八透镜的阿贝数。
14.如权利要求11所述的变焦镜头系统，其中，第四透镜包括至少一个非球面，
其中，所述变焦镜头系统满足下面的条件表达式：
vd24>60，
其中，vd24表示第四透镜的阿贝数。
15.如权利要求11所述的变焦镜头系统，其中，所述变焦镜头系统满足下面的条件表达式：
2.5<(fw/ft)×(Tw/Y)<4.5，
其中，fw表示在广角端的整个焦距，ft表示在远摄端的整个焦距，Tw表示像平面与在广角端的第一透镜组的最靠近于物侧的透镜的物侧透镜表面之间的距离，Y表示径向轴图像高度。
16.如权利要求11所述的变焦镜头系统，其中，所述变焦镜头系统满足下面的条件表达式：
2.5<|f1/fw|<3.0，
0.8<|f1/f2|<1.0，和
3.1<|f2/fw|<3.5，
其中，f1表示第一透镜组的焦距，f2表示第二透镜组的焦距。
17.如权利要求11所述的变焦镜头系统，其中，第一透镜组包括：
具有负屈光力的第一透镜；
具有负屈光力的第二透镜；
具有正屈光力的第三透镜，
其中，从物侧至像侧顺序地布置第一透镜、第二透镜和第三透镜，并且第二透镜和第三透镜一起形成胶合透镜。
18.如权利要求17所述的变焦镜头系统，其中，所述变焦镜头系统满足下面的条件表达式：
vd12>65，和
Nd13>1.90，
其中，vd12表示第二透镜的阿贝数，Nd13表示在d线的第三透镜的折射率。
19.如权利要求11所述的变焦镜头系统，还包括第一透镜组与第二透镜组之间的近红外光阻挡滤波器。
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