CN111474693A

CN111474693A - 变焦镜头

Info

Publication number: CN111474693A
Application number: CN202010503775.6A
Authority: CN
Inventors: 闻人建科; 戴付建; 赵烈烽
Original assignee: Zhejiang Sunny Optics Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Sunny Optics Co Ltd
Priority date: 2020-06-05
Filing date: 2020-06-05
Publication date: 2020-07-31
Also published as: US20210382282A1

Abstract

本申请公开了一种变焦镜头，其沿着光轴由物侧至像侧依序包括：具有正光焦度的第一透镜组，其包括沿光轴设置的第一透镜；以及具有负光焦度的第二透镜组，其包括沿光轴依序设置的第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜；改变所述第二透镜至所述第七透镜在所述光轴上的位置，以实现所述变焦镜头的连续变焦；变焦镜头处于最终状态时的总有效焦距ft与变焦镜头处于初始状态时的总有效焦距fs满足：1.3＜ft/fs＜1.5。

Description

变焦镜头

技术领域

本申请涉及光学元件领域，具体地，涉及一种变焦镜头。

背景技术

随着科学技术的发展，手机等便携式电子产品镜头的发展也在突飞猛进。如今，手机等便携式电子产品为了实现变焦的拍照效果，通常采用的解决方案为“接力棒”式变焦，即通过“广角镜头、标准镜头和长焦镜头”三颗镜头的切换使用来模拟变焦效果。

然而，这种多镜头方案的弊端非常明显。首先，多颗镜头在模拟变焦效果时需要多颗镜头之间的切换，使得变焦不连贯，同时，镜头切换会导致白平衡不稳定，在使用时直观效果差强人意。其次，焦距在从广角状态切换到标准状态或是从标准状态切换到长焦状态的过程中利用的还是数码裁切变焦的原理，性能上有很大损失。

发明内容

本申请一方面提供了这样一种变焦镜头，该变焦镜头沿着光轴由物侧至像侧依序包括：具有正光焦度的第一透镜组，其包括沿光轴设置的第一透镜；以及具有负光焦度的第二透镜组，其包括沿光轴依序设置的第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜；改变第一透镜至第七透镜在光轴上的位置，以实现变焦镜头的连续变焦；变焦镜头处于最终状态时的总有效焦距ft与变焦镜头处于初始状态时的总有效焦距fs可满足：1.3＜ft/fs＜1.5。

在一个实施方式中，第一透镜的物侧面至第七透镜的像侧面中至少有一个非球面镜面。

在一个实施方式中，变焦镜头处于初始状态时的总有效焦距和变焦镜头处于最终状态时的总有效焦距的差值△f与变焦镜头处于初始状态时的第一透镜的物侧面至变焦镜头的成像面在光轴上的距离和变焦镜头处于最终状态时的第一透镜的物侧面至变焦镜头的成像面在光轴上的距离的差值△TTL可满足：1.5＜|△f|/|△TTL|＜2.0。

在一个实施方式中，第一透镜组的有效焦距F1与变焦镜头处于初始状态时的总有效焦距和变焦镜头处于最终状态时的总有效焦距的差值△f可满足：1.2＜F1/|△f|＜1.5。

在一个实施方式中，第一透镜组的有效焦距F1与第二透镜组的有效焦距F2可满足：-1.6≤F1/F2＜-1.4。

在一个实施方式中，变焦镜头处于初始状态时的总有效焦距和变焦镜头处于最终状态时的总有效焦距的差值△f与第一透镜在光轴上的中心厚度CT1可满足：2.0＜|△f|/CT1＜2.6。

在一个实施方式中，第二透镜的有效焦距f2、第三透镜的有效焦距f3、第四透镜的有效焦距f4以及第五透镜的有效焦距f5可满足：-1.0＜(f2-f3)/(f4-f5)＜-0.5。

在一个实施方式中，变焦镜头处于最终状态时的总有效焦距ft、第六透镜的有效焦距f6以及第七透镜的有效焦距f7可满足：0.2＜ft/(f6-f7)＜1.0。

在一个实施方式中，变焦镜头还包括设置在第三透镜和第四透镜之间的光阑，变焦镜头在实现变焦的过程中，光阑沿光轴方向是可移动的。

在一个实施方式中，第四透镜的物侧面的曲率半径R7与第四透镜的像侧面的曲率半径R8可满足：-2.5＜R7/R8＜-1.0。

在一个实施方式中，第一透镜至第七透镜在光轴上的中心厚度的总和∑CT、第五透镜在光轴上的中心厚度CT5以及第六透镜在光轴上的中心厚度CT6可满足：2.0＜∑CT/(CT5+CT6)＜3.0。

在一个实施方式中，第五透镜和第六透镜在光轴上的间隔距离T56、第六透镜和第七透镜在光轴上的间隔距离T67以及第一透镜至第七透镜中任意相邻两透镜在光轴上的间隔距离的总和∑AT可满足：0.5＜(T56+T67)/∑AT＜0.7。

在一个实施方式中，变焦镜头处于初始状态时的第一透镜和第二透镜在光轴上的间隔距离T12s、变焦镜头处于初始状态时的第二透镜和第三透镜在光轴上的间隔距离T23s、变焦镜头处于最终状态时的第一透镜和第二透镜在光轴上的间隔距离T12t以及变焦镜头处于最终状态时的第二透镜和第三透镜在光轴上的间隔距离T23t可满足：0.9＜(T12s+T23s)/(T12t+T23t)＜1.1。

本申请通过合理的分配光焦度以及优化光学参数，提供了一种具有连续变焦、小型化以及良好的成像质量中至少之一的变焦镜头。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1示出了根据本申请实施例1的变焦镜头处于初始状态时的结构示意图；

图2示出了根据本申请实施例1的变焦镜头处于最终状态时的结构示意图；

图3A至图3C分别示出了实施例1的变焦镜头处于初始状态时的轴上色差曲线、象散曲线以及畸变曲线；

图4A至图4C分别示出了实施例1的变焦镜头处于最终状态时的轴上色差曲线、象散曲线以及畸变曲线；

图5示出了根据本申请实施例2的变焦镜头处于初始状态时的结构示意图；

图6示出了根据本申请实施例2的变焦镜头处于最终状态时的结构示意图；

图7A至图7C分别示出了实施例2的变焦镜头处于初始状态时的轴上色差曲线、象散曲线以及畸变曲线；

图8A至图8C分别示出了实施例2的变焦镜头处于最终状态时的轴上色差曲线、象散曲线以及畸变曲线；

图9示出了根据本申请实施例3的变焦镜头处于初始状态时的结构示意图；

图10示出了根据本申请实施例3的变焦镜头处于最终状态时的结构示意图；

图11A至图11C分别示出了实施例3的变焦镜头处于初始状态时的轴上色差曲线、象散曲线以及畸变曲线；

图12A至图12C分别示出了实施例3的变焦镜头处于最终状态时的轴上色差曲线、象散曲线以及畸变曲线；

图13示出了根据本申请实施例4的变焦镜头处于初始状态时的结构示意图；

图14示出了根据本申请实施例4的变焦镜头处于最终状态时的结构示意图；

图15A至图15C分别示出了实施例4的变焦镜头处于初始状态时的轴上色差曲线、象散曲线以及畸变曲线；以及

图16A至图16C分别示出了实施例4的变焦镜头处于最终状态时的轴上色差曲线、象散曲线以及畸变曲线。

具体实施方式

为了更好地理解本申请，将参考附图对本申请的各个方面做出更详细的说明。应理解，这些详细说明只是对本申请的示例性实施方式的描述，而非以任何方式限制本申请的范围。在说明书全文中，相同的附图标号指代相同的元件。表述“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和全部组合。

应注意，在本说明书中，第一、第二、第三等的表述仅用于将一个特征与另一个特征区分开来，而不表示对特征的任何限制。因此，在不背离本申请的教导的情况下，下文中讨论的第一透镜也可被称作第二透镜或第三透镜。

在附图中，为了便于说明，已稍微夸大了透镜的厚度、尺寸和形状。具体来讲，附图中所示的球面或非球面的形状通过示例的方式示出。即，球面或非球面的形状不限于附图中示出的球面或非球面的形状。附图仅为示例而并非严格按比例绘制。

在本文中，近轴区域是指光轴附近的区域。若透镜表面为凸面且未界定该凸面位置时，则表示该透镜表面至少于近轴区域为凸面；若透镜表面为凹面且未界定该凹面位置时，则表示该透镜表面至少于近轴区域为凹面。每个透镜最靠近被摄物体的表面称为该透镜的物侧面，每个透镜最靠近成像面的表面称为该透镜的像侧面。

还应理解的是，用语“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，当在本说明书中使用时表示存在所陈述的特征、元件和/或部件，但不排除存在或附加有一个或多个其它特征、元件、部件和/或它们的组合。此外，当诸如“...中的至少一个”的表述出现在所列特征的列表之后时，修饰整个所列特征，而不是修饰列表中的单独元件。此外，当描述本申请的实施方式时，使用“可”表示“本申请的一个或多个实施方式”。并且，用语“示例性的”旨在指代示例或举例说明。

除非另外限定，否则本文中使用的所有用语(包括技术用语和科学用语)均具有与本申请所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。还应理解的是，用语(例如在常用词典中定义的用语)应被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义，并且将不被以理想化或过度正式意义解释，除非本文中明确如此限定。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

以下对本申请的特征、原理和其他方面进行详细描述。

根据本申请示例性实施方式的变焦镜头可包括七片具有光焦度的透镜，分别是第一透镜组，其包括第一透镜；第二透镜组，其包括第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜。这七片透镜沿着光轴从物侧至像侧依序排列。

在示例性实施方式中，第一透镜组可具有正光焦度；第二透镜组可具有负光焦度。第一透镜组具有正光焦度；并且第二透镜组具有负光焦度，有利于平衡像差，提升成像质量。

在示例性实施方式中，可以通过改变第一透镜至第七透镜在光轴上的位置，即调节第一透镜至第七透镜中任意相邻两透镜在光轴上的间隔距离，以实现变焦镜头的连续变焦。

在示例性实施方式中，根据本申请的变焦镜头可满足：1.3＜ft/fs＜1.5，其中，ft是变焦镜头处于最终状态时的总有效焦距，fs是变焦镜头处于初始状态时的总有效焦距。满足1.3＜ft/fs＜1.5，可以使变焦镜头具有较强的变焦能力和较广的变焦范围。初始状态可以是变焦镜头具有相对较短焦距(相比于最终状态)的状态。最终状态可以是变焦镜头具有相对较长焦距(相比于初始状态)的状态。

在示例性实施方式中，根据本申请的变焦镜头可满足：1.5＜|△f|/|△TTL|＜2.0，其中，△f是变焦镜头处于初始状态时的总有效焦距和变焦镜头处于最终状态时的总有效焦距的差值，△TTL是变焦镜头处于初始状态时的第一透镜的物侧面至变焦镜头的成像面在光轴上的距离和变焦镜头处于最终状态时的第一透镜的物侧面至变焦镜头的成像面在光轴上的距离的差值。更具体地，△f和△TTL进一步可满足：1.6＜|△f|/|△TTL|＜1.9。满足1.5＜|△f|/|△TTL|＜2.0，有利于合理控制变焦镜头的总长度，使得当焦距变大时，变焦镜头总长度的变化量较小，可以有效减小变焦过程中变焦组的行程。

在示例性实施方式中，根据本申请的变焦镜头可满足：1.2＜F1/|△f|＜1.5，其中，F1是第一透镜组的有效焦距，△f是变焦镜头处于初始状态时的总有效焦距和变焦镜头处于最终状态时的总有效焦距的差值。满足1.2＜F1/|△f|＜1.5，有利于控制第一透镜组的有效焦距，使得第一透镜组具有合理的光焦度，剩余的光焦度由第二透镜组承担，可以有效提升变焦光学系统的变焦能力。

在示例性实施方式中，根据本申请的变焦镜头可满足：-1.6≤F1/F2＜-1.4，其中，F1是第一透镜组的有效焦距，F2是第二透镜组的有效焦距。满足-1.6≤F1/F2＜-1.4，有利于合理分配第一透镜组和第二透镜组的光焦度，同时有利于控制第二透镜组的光焦度，能有效提升光学系统的变焦能力。

在示例性实施方式中，根据本申请的变焦镜头可满足：2.0＜|△f|/CT1＜2.6，其中，△f是变焦镜头处于初始状态时的总有效焦距和变焦镜头处于最终状态时的总有效焦距的差值，CT1是第一透镜在光轴上的中心厚度。更具体地，△f和CT1进一步可满足：2.3＜|△f|/CT1＜2.6。满足2.0＜|△f|/CT1＜2.6，有利于控制第一透镜组的厚度在整个光学系统中的占比，可以有效控制整个光学系统的体积。

在示例性实施方式中，根据本申请的变焦镜头可满足：-1.0＜(f2-f3)/(f4-f5)＜-0.5，其中，f2是第二透镜的有效焦距，f3是第三透镜的有效焦距，f4是第四透镜的有效焦距，f5是第五透镜的有效焦距。更具体地，f2、f3、f4和f5进一步可满足：-1.0＜(f2-f3)/(f4-f5)＜-0.7。满足-1.0＜(f2-f3)/(f4-f5)＜-0.5，可以有效控制第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜的光焦度，可以更好地平衡第二透镜组之间的像差，提升成像质量。

在示例性实施方式中，根据本申请的变焦镜头可满足：0.2＜ft/(f6-f7)＜1.0，其中，ft是变焦镜头处于最终状态时的总有效焦距，f6是第六透镜的有效焦距，f7是第七透镜的有效焦距。更具体地，ft、f6和f7进一步可满足：0.2＜ft/(f6-f7)＜0.7。满足0.2＜ft/(f6-f7)＜1.0，可以有效地控制第六透镜和第七透镜的光焦度，可以更好地平衡第二透镜组之间的像差，提升成像质量。

在示例性实施方式中，根据本申请的变焦镜头可满足：-2.5＜R7/R8＜-1.0，其中，R7是第四透镜的物侧面的曲率半径，R8是第四透镜的像侧面的曲率半径。更具体地，R7和R8进一步可满足：-2.2＜R7/R8＜-1.2。满足-2.5＜R7/R8＜-1.0，有利于控制第四透镜的光焦度，可以更好地平衡第二透镜组之间的像差，提升成像质量。

在示例性实施方式中，根据本申请的变焦镜头可满足：2.0＜∑CT/(CT5+CT6)＜3.0，其中，∑CT是第一透镜至第七透镜在光轴上的中心厚度的总和，CT5是第五透镜在光轴上的中心厚度，CT6是第六透镜在光轴上的中心厚度。更具体地，∑CT、CT5和CT6进一步可满足：2.1＜∑CT/(CT5+CT6)＜2.8。满足2.0＜∑CT/(CT5+CT6)＜3.0，有利于减小整个光学系统的总长，可以有效减小光学模组的体积，同时也可以减小第一透镜至第七透镜在变焦过程中的移动量。

在示例性实施方式中，根据本申请的变焦镜头可满足：0.5＜(T56+T67)/∑AT＜0.7，其中，T56是第五透镜和第六透镜在光轴上的间隔距离，T67是第六透镜和第七透镜在光轴上的间隔距离，∑AT是第一透镜至第七透镜中任意相邻两透镜在光轴上的间隔距离的总和。满足0.5＜(T56+T67)/∑AT＜0.7，有利于减小整个光学系统的总长，可以有效减小光学模组的体积，同时可以减小第二透镜组的体积，有利于变焦系统中驱动变焦的马达的设计。

在示例性实施方式中，根据本申请的变焦镜头可满足：0.9＜(T12s+T23s)/(T12t+T23t)＜1.1，其中，T12s是变焦镜头处于初始状态时的第一透镜和第二透镜在光轴上的间隔距离，T23s是变焦镜头处于初始状态时的第二透镜和第三透镜在光轴上的间隔距离，T12t是变焦镜头处于最终状态时的第一透镜和第二透镜在光轴上的间隔距离，T23t是变焦镜头处于最终状态时的第二透镜和第三透镜在光轴上的间隔距离。满足0.9＜(T12s+T23s)/(T12t+T23t)＜1.1，有利于控制变焦系统在变焦过程中变焦组的移动量较小，从而有利于减小整个镜头模组的体积，节省空间，同时有利于驱动变焦马达的设计。

在示例性实施方式中，根据本申请的变焦镜头还包括设置在第三透镜和第四透镜之间的光阑。变焦镜头在实现变焦的过程中，光阑沿光轴方向是可移动的。将光阑设置在第三透镜和第四透镜之间，有利于减小变焦镜头的尺寸。同时，光阑位于光学系统的中间位置，可以使光学系统呈前后对称结构，有利于平衡像差；并且光阑在变焦过程中可沿光轴移动，有利于在变焦过程中拦掉部分光线，提升成像质量。可选地，上述变焦镜头还可包括用于校正色彩偏差的滤光片和/或用于保护位于成像面上的感光元件的保护玻璃。本申请可以通过改变第一透镜至第七透镜在光轴上的位置，来调节第一透镜至第七透镜中任意相邻两透镜在光轴上的间隔距离以及第七透镜和滤光片和/或保护玻璃在光轴上的间隔距离，以实现变焦镜头的连续变焦。本申请提出了一种具有连续变焦、小型化、高成像质量等特性的变焦镜头。根据本申请的上述实施方式的变焦镜头可采用多片镜片，例如上文所述的七片。通过合理分配各透镜的光焦度、面型、各透镜的中心厚度以及各透镜之间的轴上间距等，可有效地汇聚入射光线、降低成像镜头的光学总长并提高成像镜头的可加工性，使得变焦镜头更有利于生产加工。

在本申请的实施方式中，各透镜的镜面中的至少一个为非球面镜面，即，第一透镜的物侧面至第七透镜的像侧面中的至少一个镜面为非球面镜面。非球面透镜的特点是：从透镜中心到透镜周边，曲率是连续变化的。与从透镜中心到透镜周边具有恒定曲率的球面透镜不同，非球面透镜具有更佳的曲率半径特性，具有改善歪曲像差及改善像散像差的优点。采用非球面透镜后，能够尽可能地消除在成像的时候出现的像差，从而改善成像质量。可选地，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜中的每个透镜的物侧面和像侧面中的至少一个为非球面镜面。可选地，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜中的每个透镜的物侧面和像侧面均为非球面镜面。

然而，本领域的技术人员应当理解，在未背离本申请要求保护的技术方案的情况下，可改变构成变焦镜头的透镜数量，来获得本说明书中描述的各个结果和优点。例如，虽然在实施方式中以七个透镜为例进行了描述，但是该变焦镜头不限于包括七个透镜。如果需要，该变焦镜头还可包括其它数量的透镜。

下面参照附图进一步描述可适用于上述实施方式的变焦镜头的具体实施例。

实施例1

以下参照图1至图4C描述根据本申请实施例1的变焦镜头。图1示出了根据本申请实施例1的变焦镜头处于初始状态时的结构示意图。图2示出了根据本申请实施例1的变焦镜头处于最终状态时的结构示意图。

如图1和图2所示，变焦镜头由物侧至像侧依序包括：第一透镜E1、第二透镜E2、第三透镜E3、光阑STO、第四透镜E4、第五透镜E5、第六透镜E6、第七透镜E7、滤光片E8和成像面S17。

第一透镜E1具有正光焦度，其物侧面S1为凸面，像侧面S2为凸面。第二透镜E2具有负光焦度，其物侧面S3为凸面，像侧面S4为凹面。第三透镜E3具有负光焦度，其物侧面S5为凸面，像侧面S6为凹面。第四透镜E4具有负光焦度，其物侧面S7为凹面，像侧面S8为凹面。第五透镜E5具有正光焦度，其物侧面S9为凸面，像侧面S10为凸面。第六透镜E6具有负光焦度，其物侧面S11为凹面，像侧面S12为凹面。第七透镜E7具有负光焦度，其物侧面S13为凸面，像侧面S14为凹面。滤光片E8具有物侧面S15和像侧面S16。来自物体的光依序穿过各表面S1至S16并最终成像在成像面S17上。

表1示出了实施例1的变焦镜头的基本参数表，其中，曲率半径、厚度/距离和焦距的单位均为毫米(mm)。

表1

在本示例中，通过改变第一透镜和第二透镜在光轴上的间隔距离T1(即，第一透镜E1的像侧面至第二透镜E2的物侧面在光轴上的间隔距离)、第二透镜和第三透镜在光轴上的间隔距离T2(即，第二透镜E2的像侧面至第三透镜E3的物侧面在光轴上的间隔距离)、第三透镜和第四透镜在光轴上的间隔距离T3(即，第三透镜E3的像侧面至第四透镜E4的物侧面在光轴上的间隔距离)、第四透镜和第五透镜在光轴上的间隔距离T4(即，第四透镜E4的像侧面至第五透镜E5的物侧面在光轴上的间隔距离)、第五透镜和第六透镜在光轴上的间隔距离T5(即，第五透镜E5的像侧面至第六透镜E6的物侧面在光轴上的间隔距离)、第六透镜和第七透镜在光轴上的间隔距离T6(即，第六透镜E6的像侧面至第七透镜E7的物侧面在光轴上的间隔距离)以及第七透镜和滤光片在光轴上的间隔距离T7(即，第七透镜E7的像侧面至滤光片E8的物侧面在光轴上的间隔距离)来实现变焦镜头从初始状态切换为最终状态或者从最终状态切换为初始状态。

表2示出了实施例1的变焦镜头处于初始状态和最终状态时的第一透镜至滤光片中任意相邻两镜片在所述光轴上的间隔距离T1-T7的具体参数值，其中，T1、T2、T3、T4、T5、T6以及T7的单位均为毫米(mm)。

	T1	T2	T3	T4	T5	T6	T7
								初始状态	0.6001	0.4973	0.1000	0.1716	2.7179	0.1000	0.1000
最终状态	0.1000	0.9852	0.1888	0.3917	0.3920	3.0587	2.0145

表2

在本示例中，变焦镜头处于初始状态时的总有效焦距fs为13.00mm，变焦镜头处于最终状态时的总有效焦距ft为18.22mm，变焦镜头处于初始状态时的最大视场角FOVs为34.4°，以及变焦镜头处于最终状态时的最大视场角FOVt为25.1°。变焦镜头可在13.00mm-18.22mm焦距范围内实现连续变焦。

在实施例1中，第一透镜E1至第七透镜E7中的物侧面和像侧面均为非球面，各非球面透镜的面型x可利用但不限于以下非球面公式进行限定：

其中，x为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时，距非球面顶点的距离矢高；c为非球面的近轴曲率，c＝1/R(即，近轴曲率c为上表1中曲率半径R的倒数)；k为圆锥系数；Ai是非球面第i-th阶的修正系数。下表3给出了可用于实施例1中各非球面镜面S1-S14的高次项系数A₄、A₆、A₈、A₁₀、A₁₂、A₁₄、A₁₆、A₁₈和A₂₀。

表3

图3A和图4A分别示出了实施例1的变焦镜头处于初始状态和最终状态时的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由镜头后的会聚焦点偏离。图3B和图4B分别示出了实施例1的变焦镜头处于初始状态和最终状态时的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图3C和图4C分别示出了实施例1的变焦镜头处于初始状态和最终状态时的畸变曲线，其表示不同像高对应的畸变大小值。根据图3A至图4C可知，实施例1所给出的变焦镜头在各个状态下均能够实现良好的成像品质。

实施例2

以下参照图5至图8C描述根据本申请实施例2的变焦镜头。在本实施例及以下实施例中，为简洁起见，将省略部分与实施例1相似的描述。图5示出了根据本申请实施例2的变焦镜头处于初始状态时的结构示意图。图6示出了根据本申请实施例2的变焦镜头处于最终状态时的结构示意图。

如图5和图6所示，变焦镜头由物侧至像侧依序包括：第一透镜E1、第二透镜E2、第三透镜E3、光阑STO、第四透镜E4、第五透镜E5、第六透镜E6、第七透镜E7、滤光片E8和成像面S17。

在本示例中，变焦镜头处于初始状态时的总有效焦距fs为13.27mm，变焦镜头处于最终状态时的总有效焦距ft为18.19mm，变焦镜头处于初始状态时的最大视场角FOVs为34.5°，以及变焦镜头处于最终状态时的最大视场角FOVt为25.1°。变焦镜头可在13.27mm-18.19mm焦距范围内实现连续变焦。

表4示出了实施例2的变焦镜头的基本参数表，其中，曲率半径、厚度/距离和焦距的单位均为毫米(mm)。

表4

表5示出了实施例2的变焦镜头处于初始状态和最终状态时的第一透镜至滤光片中任意相邻两镜片在所述光轴上的间隔距离T1-T7的具体参数值，其中，T1、T2、T3、T4、T5、T6以及T7的单位均为毫米(mm)。

	T1	T2	T3	T4	T5	T6	T7
								初始状态	0.5824	0.4925	0.1005	0.1858	2.6187	0.1000	0.3332
最终状态	0.1000	0.9864	0.1917	0.4053	0.3827	2.8923	2.3156

表5

表6示出了可用于实施例2中各非球面镜面的高次项系数，其中，各非球面面型可由上述实施例1中给出的公式(1)限定。

面号

A4

A6

A8

A10

A12

A14

A16

A18

A20

S1

-1.1343E-01

-3.4153E-02

-1.2465E-02

-4.9526E-03

-1.3579E-03

-3.4524E-04

-1.0256E-04

-1.0037E-07

-7.4684E-05

S2

8.6378E-02

-1.4232E-02

-6.9239E-03

4.3755E-04

-1.1657E-04

1.5641E-04

1.3908E-04

-4.8287E-06

7.3804E-05

S3

2.4843E-02

1.5508E-02

-7.4105E-03

3.3030E-03

-1.9704E-03

2.6596E-04

-1.4487E-04

-4.2114E-05

1.1195E-04

S4

6.7368E-03

1.3643E-02

-4.5113E-03

2.6347E-03

-1.2666E-03

-1.6812E-05

-8.8969E-05

-1.2334E-04

5.3903E-05

S5

7.2257E-02

4.1643E-03

-8.4431E-04

1.1337E-03

1.3112E-04

1.2604E-04

-7.7717E-05

-2.0120E-05

-1.4352E-05

S6

2.7950E-03

-1.4177E-03

-5.0538E-04

-3.9594E-04

1.6488E-04

1.8908E-04

0.0000E+00

S7

-8.7654E-03

-9.0491E-04

-4.9719E-04

8.5272E-04

-3.8661E-04

3.8445E-04

-4.9661E-05

0.0000E+00

S8

-6.0667E-04

-5.7024E-03

-2.8476E-03

2.0857E-03

-1.4653E-03

4.2896E-04

-8.0731E-05

0.0000E+00

S9

-9.8700E-02

-9.7706E-03

-4.0299E-03

6.8655E-04

-9.3707E-04

1.2331E-04

0.0000E+00

S10

-7.5331E-03

5.1056E-03

7.3774E-04

1.7789E-04

-5.1915E-05

7.7546E-05

0.0000E+00

S11

-2.1804E-01

1.1774E-01

2.6779E-02

-1.4647E-02

4.6411E-03

-3.5835E-03

1.5684E-03

-2.9858E-04

7.4289E-06

S12

-1.2807E-01

-4.4552E-02

1.4192E-02

-3.0468E-03

3.1009E-04

4.0434E-05

-1.9363E-05

2.5283E-06

-1.1326E-07

S13

-5.9922E-02

-2.5627E-02

-3.5859E-03

4.3160E-03

-1.3581E-03

2.7096E-04

-3.5287E-05

2.5917E-06

-7.9211E-08

S14

-3.0502E-01

1.3111E-02

-1.4713E-02

5.8729E-03

-1.0607E-03

5.5696E-05

2.0309E-05

-4.2821E-06

2.4655E-07

表6

图7A和图8A分别示出了实施例2的变焦镜头处于初始状态和最终状态时的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由镜头后的会聚焦点偏离。图7B和图8B分别示出了实施例2的变焦镜头处于初始状态和最终状态时的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图7C和图8C分别示出了实施例2的变焦镜头处于初始状态和最终状态时的畸变曲线，其表示不同像高对应的畸变大小值。根据图7A至图8C可知，实施例2所给出的变焦镜头在各个状态下均能够实现良好的成像品质。

实施例3

以下参照图9至图12C描述根据本申请实施例3的变焦镜头。图9示出了根据本申请实施例3的变焦镜头处于初始状态时的结构示意图。图10示出了根据本申请实施例3的变焦镜头处于最终状态时的结构示意图。

如图9和图10所示，变焦镜头由物侧至像侧依序包括：第一透镜E1、第二透镜E2、第三透镜E3、光阑STO、第四透镜E4、第五透镜E5、第六透镜E6、第七透镜E7、滤光片E8和成像面S17。

在本示例中，变焦镜头处于初始状态时的总有效焦距fs为13.48mm，变焦镜头处于最终状态时的总有效焦距ft为18.31mm，变焦镜头处于初始状态时的最大视场角FOVs为34.2°，以及变焦镜头处于最终状态时的最大视场角FOVt为24.8°。变焦镜头可在13.48mm-18.31mm焦距范围内实现连续变焦。

表7示出了实施例3的变焦镜头的基本参数表，其中，曲率半径、厚度/距离和焦距的单位均为毫米(mm)。

表7

表8示出了实施例3的变焦镜头处于初始状态和最终状态时的第一透镜至滤光片中任意相邻两镜片在所述光轴上的间隔距离T1-T7的具体参数值，其中，T1、T2、T3、T4、T5、T6以及T7的单位均为毫米(mm)。

	T1	T2	T3	T4	T5	T6	T7
								初始状态	0.5681	0.4677	0.1137	0.2115	2.5214	0.1000	0.4904
最终状态	0.1000	0.9547	0.1822	0.3926	0.4067	2.7996	2.4876

表8

表9示出了可用于实施例3中各非球面镜面的高次项系数，其中，各非球面面型可由上述实施例1中给出的公式(1)限定。

面号

A4

A6

A8

A10

A12

A14

A16

A18

A20

S1

-1.1428E-01

-3.4640E-02

-1.2073E-02

-4.9999E-03

-1.6077E-03

-5.0899E-04

-2.3280E-04

-9.3149E-05

-1.0777E-04

S2

8.6778E-02

-1.4006E-02

-6.7045E-03

9.5171E-05

-1.1996E-04

1.4938E-04

1.6936E-04

5.9211E-05

1.1719E-04

S3

2.5487E-02

1.6319E-02

-7.1088E-03

3.4712E-03

-1.7556E-03

2.7846E-04

-1.1719E-04

3.8073E-05

4.9037E-05

S4

6.6378E-03

1.3737E-02

-4.2930E-03

2.9006E-03

-1.2139E-03

2.0642E-05

-1.3340E-04

5.9566E-06

3.7392E-05

S5

7.2978E-02

3.9812E-03

-7.4228E-04

1.0286E-03

-3.7362E-05

2.0588E-04

-7.3562E-05

1.9778E-05

8.4549E-06

S6

2.7833E-03

-1.5209E-03

-6.0779E-04

-3.8353E-04

-1.6623E-05

2.3099E-04

0.0000E+00

S7

-8.8547E-03

-8.3370E-04

-9.9469E-04

7.1370E-04

-3.4858E-04

4.0327E-04

-8.1641E-05

0.0000E+00

S8

3.1061E-04

-6.2723E-03

-3.3733E-03

1.8913E-03

-9.8923E-04

2.7475E-04

-1.4168E-04

0.0000E+00

S9

-9.8647E-02

-1.1313E-02

-4.0113E-03

4.4264E-04

-5.5023E-04

-8.3262E-07

0.0000E+00

S10

-8.0777E-03

3.8729E-03

7.7084E-04

1.2811E-04

1.3178E-04

-1.5708E-05

0.0000E+00

S11

-2.1804E-01

1.1774E-01

2.6779E-02

-1.4647E-02

4.6411E-03

-3.5835E-03

1.5684E-03

-2.9858E-04

7.4289E-06

S12

-1.2807E-01

-4.4552E-02

1.4192E-02

-3.0468E-03

3.1009E-04

4.0434E-05

-1.9363E-05

2.5283E-06

-1.1326E-07

S13

-5.9922E-02

-2.5627E-02

-3.5859E-03

4.3160E-03

-1.3581E-03

2.7096E-04

-3.5287E-05

2.5917E-06

-7.9211E-08

S14

-3.0502E-01

1.3111E-02

-1.4713E-02

5.8729E-03

-1.0607E-03

5.5696E-05

2.0309E-05

-4.2821E-06

2.4655E-07

表9

图11A和图12A分别示出了实施例3的变焦镜头处于初始状态和最终状态时的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由镜头后的会聚焦点偏离。图11B和图12B分别示出了实施例3的变焦镜头处于初始状态和最终状态时的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图11C和图12C分别示出了实施例3的变焦镜头处于初始状态和最终状态时的畸变曲线，其表示不同像高对应的畸变大小值。根据图11A至图12C可知，实施例3所给出的变焦镜头在各个状态下均能够实现良好的成像品质。

实施例4

以下参照图13至图16C描述根据本申请实施例4的变焦镜头。图13示出了根据本申请实施例4的变焦镜头处于初始状态时的结构示意图。图14示出了根据本申请实施例4的变焦镜头处于最终状态时的结构示意图。

如图13和图14所示，变焦镜头由物侧至像侧依序包括：第一透镜E1、第二透镜E2、第三透镜E3、光阑STO、第四透镜E4、第五透镜E5、第六透镜E6、第七透镜E7、滤光片E8和成像面S17。

在本示例中，变焦镜头处于初始状态时的总有效焦距fs为13.51mm，变焦镜头处于最终状态时的总有效焦距ft为18.39mm，变焦镜头处于初始状态时的最大视场角FOVs为34.2°，以及变焦镜头处于最终状态时的最大视场角FOVt为24.8°。变焦镜头可在13.51mm-18.39mm焦距范围内实现连续变焦。

表10示出了实施例4的变焦镜头的基本参数表，其中，曲率半径、厚度/距离和焦距的单位均为毫米(mm)。

表10

表11示出了实施例4的变焦镜头处于初始状态和最终状态时的第一透镜至滤光片中任意相邻两镜片在所述光轴上的间隔距离T1-T7的具体参数值，其中，T1、T2、T3、T4、T5、T6以及T7的单位均为毫米(mm)。

	T1	T2	T3	T4	T5	T6	T7
								初始状态	0.5564	0.4555	0.1241	0.2011	2.5008	0.1000	0.4748
最终状态	0.1000	0.9433	0.1818	0.4202	0.4011	2.5829	2.5881

表11

表12示出了可用于实施例4中各非球面镜面的高次项系数，其中，各非球面面型可由上述实施例1中给出的公式(1)限定。

面号

A4

A6

A8

A10

A12

A14

A16

A18

A20

S1

-1.1466E-01

-3.4820E-02

-1.1990E-02

-5.0518E-03

-1.6111E-03

-5.3516E-04

-2.3618E-04

-1.0635E-04

-9.3252E-05

S2

8.6875E-02

-1.3903E-02

-6.6046E-03

7.0632E-05

-1.1871E-04

1.0773E-04

1.7171E-04

5.2373E-05

1.0837E-04

S3

2.5611E-02

1.6575E-02

-6.7858E-03

3.5953E-03

-1.6106E-03

2.8045E-04

-7.6950E-05

3.4007E-05

4.3609E-05

S4

6.8056E-03

1.4444E-02

-3.9053E-03

3.1330E-03

-1.0760E-03

6.2750E-05

-1.0515E-04

4.1473E-06

2.3864E-05

S5

7.3452E-02

3.8931E-03

-4.0072E-04

1.2447E-03

-1.1992E-04

1.8777E-04

-1.1511E-04

-2.7150E-05

-2.6970E-05

S6

2.8414E-03

-1.6984E-03

-7.4630E-04

-2.2629E-04

-8.6090E-05

2.2715E-04

0.0000E+00

S7

-8.9890E-03

-4.7603E-04

-1.7037E-03

4.6885E-04

-1.5824E-04

3.1681E-04

-1.0417E-04

0.0000E+00

S8

1.1420E-03

-6.8958E-03

-3.6599E-03

1.2135E-03

-5.4180E-04

1.6836E-04

-1.1500E-04

0.0000E+00

S9

-9.8780E-02

-1.2677E-02

-3.6113E-03

1.6325E-04

-3.2743E-04

1.3436E-06

0.0000E+00

S10

-7.9135E-03

2.4180E-03

1.2272E-03

3.7502E-05

1.7844E-04

-2.2222E-05

0.0000E+00

S11

-2.1804E-01

1.1774E-01

2.6779E-02

-1.4647E-02

4.6411E-03

-3.5835E-03

1.5684E-03

-2.9858E-04

7.4289E-06

S12

-1.2807E-01

-4.4552E-02

1.4192E-02

-3.0468E-03

3.1009E-04

4.0434E-05

-1.9363E-05

2.5283E-06

-1.1326E-07

S13

-5.9922E-02

-2.5627E-02

-3.5859E-03

4.3160E-03

-1.3581E-03

2.7096E-04

-3.5287E-05

2.5917E-06

-7.9211E-08

S14

-3.0502E-01

1.3111E-02

-1.4713E-02

5.8729E-03

-1.0607E-03

5.5696E-05

2.0309E-05

-4.2821E-06

2.4655E-07

表12

图15A和图16A分别示出了实施例4的变焦镜头处于初始状态和最终状态时的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由镜头后的会聚焦点偏离。图15B和图16B分别示出了实施例4的变焦镜头处于初始状态和最终状态时的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图15C和图16C分别示出了实施例4的变焦镜头处于初始状态和最终状态时的畸变曲线，其表示不同像高对应的畸变大小值。根据图15A至图16C可知，实施例4所给出的变焦镜头在各个状态下均能够实现良好的成像品质。

综上，实施例1至实施例4分别满足表13中所示的关系。

条件式/实施例	1	2	3	4
					ft/fs	1.40	1.37	1.36	1.36
\|△f\|/\|△TTL\|	1.84	1.72	1.70	1.74
					F1/\|△f\|	1.28	1.36	1.39	1.37
F1/F2	-1.59	-1.47	-1.44	-1.45
					\|△f\|/CT1	2.52	2.38	2.36	2.40
(f2-f3)/(f4-f5)	-0.72	-0.86	-0.95	-0.98
					ft/(f6-f7)	0.60	0.32	0.28	0.34
R7/R8	-1.24	-1.54	-1.90	-2.17
					∑CT/(CT5+CT6)	2.69	2.52	2.30	2.18
(T56+T67)/∑AT(初始状态)	0.62	0.62	0.61	0.61
					(T56+T67)/∑AT(最终状态)	0.63	0.62	0.62	0.60
(T12s+T23s)/(T12t+T23t)	1.01	0.99	0.98	0.97

表13

本申请还提供一种成像装置，其电子感光元件可以是感光耦合元件(CCD)或互补性氧化金属半导体元件(CMOS)。成像装置可以是诸如数码相机的独立成像设备，也可以是集成在诸如手机等移动电子设备上的成像模块。该成像装置装配有以上描述的变焦镜头。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims

1.变焦镜头，其特征在于，沿着光轴由物侧至像侧依序包括：

具有正光焦度的第一透镜组，其包括沿光轴设置的第一透镜；以及

具有负光焦度的第二透镜组，其包括沿光轴依序设置的第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜；

改变所述第一透镜至所述第七透镜在所述光轴上的位置，以实现所述变焦镜头的连续变焦；

所述变焦镜头处于最终状态时的总有效焦距ft与所述变焦镜头处于初始状态时的总有效焦距fs满足：1.3＜ft/fs＜1.5。

2.根据权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，所述变焦镜头处于初始状态时的总有效焦距和所述变焦镜头处于最终状态时的总有效焦距的差值△f与所述变焦镜头处于初始状态时的所述第一透镜的物侧面至所述变焦镜头的成像面在所述光轴上的距离和所述变焦镜头处于最终状态时的所述第一透镜的物侧面至所述变焦镜头的成像面在所述光轴上的距离的差值△TTL满足：1.5＜|△f|/|△TTL|＜2.0。

3.根据权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，所述第一透镜组的有效焦距F1与所述变焦镜头处于初始状态时的总有效焦距和所述变焦镜头处于最终状态时的总有效焦距的差值△f满足：1.2＜F1/|△f|＜1.5。

4.根据权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，所述第一透镜组的有效焦距F1与所述第二透镜组的有效焦距F2满足：-1.6≤F1/F2＜-1.4。

5.根据权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，所述变焦镜头处于初始状态时的总有效焦距和所述变焦镜头处于最终状态时的总有效焦距的差值△f与所述第一透镜在所述光轴上的中心厚度CT1满足：2.0＜|△f|/CT1＜2.6。

6.根据权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，所述第二透镜的有效焦距f2、所述第三透镜的有效焦距f3、所述第四透镜的有效焦距f4以及所述第五透镜的有效焦距f5满足：-1.0＜(f2-f3)/(f4-f5)＜-0.5。

7.根据权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，所述变焦镜头处于最终状态时的总有效焦距ft、所述第六透镜的有效焦距f6以及所述第七透镜的有效焦距f7满足：0.2＜ft/(f6-f7)＜1.0。

8.根据权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，所述变焦镜头还包括设置在所述第三透镜和所述第四透镜之间的光阑，

所述变焦镜头在实现变焦的过程中，所述光阑沿所述光轴方向是可移动的。

9.根据权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，所述第四透镜的物侧面的曲率半径R7与所述第四透镜的像侧面的曲率半径R8满足：-2.5＜R7/R8＜-1.0。

10.根据权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，所述第一透镜至所述第七透镜在所述光轴上的中心厚度的总和∑CT、所述第五透镜在所述光轴上的中心厚度CT5以及所述第六透镜在所述光轴上的中心厚度CT6满足：2.0＜∑CT/(CT5+CT6)＜3.0。