CN111650733A - 一种小体积大变倍比摄像装置和变焦镜头 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种小体积大变倍比摄像装置和变焦镜头，涉及摄像技术领域。包括：变焦镜头；及图像拾取元件，被配置为接收由所述变焦镜头形成的图像；所述变焦镜头从物面侧到像面侧依次包括：正光焦度的固定透镜群、负光焦度的第一变焦透镜群、光阑、正光焦度的第二变焦透镜群、负光焦度的聚焦透镜群、正光焦度的第三变焦透镜群和辅助组件；所述第一变焦透镜群、第二变焦透镜群、第三变焦透镜群和聚焦透镜群沿所述变焦镜头的光轴方向移动；所述变焦镜头满足以下条件式：35≤ft/fw≤40；0.4<ΦG1/TTL<0.48；FOVw>60°。实现了摄像装置大变倍以及在广角端有较大视场角的功能基础上，实现了摄像装置的小型化。
Description
技术领域
本发明涉及摄像技术领域，尤其涉及一种小体积大变倍比摄像装置和变焦镜头。
背景技术
摄像机，防水数码摄像机，摄像机种类繁多，其工作的基本原理都是一样的：把光学图像信号转变为电信号，以便于存储或者传输。当我们拍摄一个物体时，此物体上反射的光被摄像机镜头收集，使其聚焦在摄像器件的受光面（例如摄像管的靶面）上，再通过摄像器件把光转变为电能，即得到了“视频信号”。光电信号很微弱，需通过预放电路进行放大，再经过各种电路进行处理和调整，最后得到的标准信号可以送到录像机等记录媒介上记录下来，或通过传播系统传播或送到监视器上显示出来。
随着成像光学领域的研究不断深入，摄像机不断优化升级。随着国内外市场需求提高，摄像机在解像力和倍率的要求上的提升尤为明显。
在不改变拍摄物距的条件下，摄像机可以在单镜头上实现焦距几十倍的变倍过程，焦距变化导致相同靶面下视场角的变化，从而得到成像画面大小的变化。在短焦端时，摄像机可以拍摄相对广角的画面来获取更多的环境信息。需要对画面某些部分进行放大观察时，则可以调整至望远端来获取细节信息。
目前市场上大变倍倍率的摄像机普遍镜头尺寸偏大，大部分无法和较小变倍倍率的摄像机使用一样的球机，因此如何在小尺寸的需求下实现更高的变倍比是局限摄像机发展的技术难点之一。
发明内容
本发明将解决现有的技术问题，提供一种小体积大变倍比摄像装置和变焦镜头，实现了摄像装置大变倍以及在广角端有较大视场角的功能基础上，还能够减小固定透镜群和摄像装置的光学总长，实现了摄像装置的小型化。
本发明提供的技术方案如下：
一种小体积大变倍比摄像装置，包括：变焦镜头；及图像拾取元件，被配置为接收由所述变焦镜头形成的图像；所述变焦镜头从物面侧到像面侧依次包括：正光焦度的固定透镜群、负光焦度的第一变焦透镜群、光阑、正光焦度的第二变焦透镜群、负光焦度的聚焦透镜群、正光焦度的第三变焦透镜群和辅助组件；所述第一变焦透镜群、第二变焦透镜群、第三变焦透镜群和聚焦透镜群沿所述变焦镜头的光轴方向移动；所述变焦镜头满足以下条件式：35≤ft/fw≤40；0.4<ΦG1 /TTL<0.48；FOVw>60°；其中，ft为所述变焦镜头在望远状态的焦距，fw为所述变焦镜头在广角状态的焦距，ΦG1为所述固定透镜群的有效口径，FOVw为所述变焦镜头在广角状态的视场角，TTL为所述变焦镜头的光学总长。
本技术方案中，通过上述条件式的限定，实现了摄像装置大变倍以及在广角端有较大视场角的功能基础上，还能够减小固定透镜群和摄像装置的光学总长，实现了摄像装置的小型化。
优选地，所述第二变焦透镜群的透镜数量大于所述第三变焦透镜群的透镜数量；和/或所述第二变焦透镜群的透镜数量大于或等于所述第一变焦透镜群的透镜数量。
本技术方案中，由于第二变焦透镜群处于变焦镜头的中部，在满足系统参数、像差要求下，通过增加第二变焦透镜群的数量，减少了两侧群组需要变化的参数，继而减少两侧群组的移动行程，从而对于缩小总长减小尺寸有利。
优选地，所述变焦镜头满足以下条件式：FG3/FG5<0.95；其中，FG3为所述第二变焦透镜群的焦距和FG5为所述第三变焦透镜群的焦距。
本技术方案中，通过上述条件式的设置，保证了第二变焦透镜群的透镜数量在一定范围内，继而减小了第一变焦透镜群和第三变焦透镜群的透镜数量，也减少了另外两个变焦群的移动行程，从而减少了摄像装置总长，实现了摄像装置的小型化。
优选地，所述变焦镜头满足以下条件式：3<XG2/ XG3<3.5；和/或0.18<XG5/ XG3<0.8；其中，XG2为所述第一变焦透镜群的移动距离，XG3为所述第二变焦透镜群的移动距离，XG5为所述第三变焦透镜群的移动距离。
本技术方案中，通过上述条件式的限定，一定程度的避免第二变焦透镜群的移动距离过大而导致的摄像装置的体积过大，进一步实现了摄像装置的小型化。
优选地，所述第二变焦透镜群靠近所述物面侧的一端至少设有两枚光焦度为正的透镜。
本技术方案中，光焦度为正的透镜能够汇聚光线，使用这种结构可以使后群整体光路均在光阑之后，因此，第二变焦透镜群靠近物面侧的一端的透镜的有效口径即为后群的最大口径，减小了光路在靠近像面位置产生角度过大的弯折的可能。
优选地，从物面侧到像面侧的方向，所述第二变焦透镜群内的透镜的有效口径逐渐减小。
本技术方案中，当透镜的有效口径逐渐减小时，变焦镜头内的光路不易产生较大的弯折，增加了光学传播的可靠性，同时，摄像装置方便安装制造。
优选地，所述第二变焦透镜群至少包括一枚异常色散透镜。
本技术方案中，在变倍过程中，当变焦镜头处于向望远端移动时，第二变焦透镜群对于镜头的影响逐渐减弱，第三变焦透镜群对于镜头的影响逐渐增强。因此通过异常色散透镜的设置，可以提升中间倍率的清晰度，同时望远端的色差提升，也可以实现更大的光圈，提升望远端画面亮度。
优选地，所述聚焦透镜群靠近所述物面侧的一端至少包括一枚光焦度为正的透镜，所述聚焦透镜群远离所述物面侧的一端至少包括一枚焦度为负的透镜；所述第三变焦透镜群靠近所述像面侧的一端至少包括一枚光焦度为正的透镜。
本技术方案中，聚焦透镜群和第三变焦透镜群能够形成与双高斯结构类似的结构，由于对称的光学结构，聚焦透镜群和第三变焦透镜群能够对垂轴色差进行良好的控制。
优选地，所述第二变焦透镜至少包括正光焦度的第九透镜，正光焦度的第十透镜，负光焦度的第十一透镜，正光焦度的第十二透镜，第十一透镜和第十二透镜胶合；所述第九透镜，第十透镜，第十一透镜，第十二透镜与所述变焦镜头的焦距比值分别为（3.8，4.6）、（4.5，6.5）、（-2.0，2.8）、（2.3，3.5）；所述第九透镜，第十透镜，第十一透镜，第十二透镜的阿贝数分别为（1.6，1.9）、（1.3，1.5）、（1.9，2.2）、（1.4，1.55）；
所述第九透镜，第十透镜，第十一透镜，第十二透镜的折射率分别为（36，42）、（88，98）、（24，36）、（78，84）。
本发明的目的之一还在于提供一种变焦镜头，从物面侧到像面侧依次包括：正光焦度的固定透镜群、负光焦度的第一变焦透镜群、光阑、正光焦度的第二变焦透镜群、负光焦度的聚焦透镜群、正光焦度的第三变焦透镜群和辅助组件；所述第一变焦透镜群、第二变焦透镜群、第三变焦透镜群和聚焦透镜群沿所述变焦镜头的光轴方向移动；所述变焦镜头满足以下条件式：35≤ft/fw≤40；0.4<ΦG1/TTL<0.48；FOVw>60°；其中，ft为所述变焦镜头在望远状态的焦距，fw为所述变焦镜头在广角状态的焦距，ΦG1为所述固定透镜群的有效口径，FOVw为所述变焦镜头在广角状态的视场角，TTL为所述变焦镜头的光学总长。
与现有技术相比，本发明提供的一种小体积大变倍比摄像装置和变焦镜头具有以下有益效果：
1、实现了摄像装置大变倍以及在广角端有较大视场角的功能基础上，还能够减小固定透镜群和摄像装置的光学总长，实现了摄像装置的小型化；
2、保证了第二变焦透镜群的透镜数量在一定范围内，继而减小了第一变焦透镜群和第三变焦透镜群的透镜数量，也减少了另外两个变焦群的移动行程，从而减少了摄像装置总长，实现了摄像装置的小型化；
3、一定程度的避免第二变焦透镜群的移动距离过大而导致的摄像装置的体积过大，进一步实现了摄像装置的小型化。
附图说明
下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种小体积大变倍比摄像装置和变焦镜头的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
图1是本发明一种小体积大变倍比摄像装置中变焦镜头的结构示意图；
图2是本发明另一种小体积大变倍比摄像装置中变焦镜头的结构示意图；
图3是本发明又一种小体积大变倍比摄像装置中变焦镜头的结构示意图。
附图标号说明：G1、固定透镜群；G2、第一变焦透镜群；G3、第二变焦透镜群；G4、聚焦透镜群；G5、第三变焦透镜群；G6、辅助组件；L1、第一透镜；L2、第二透镜；L3、第三透镜；L4、第四透镜；L5、第五透镜；L6、第六透镜；L7、第七透镜；L8、第八透镜；L9、第九透镜；L10、第十透镜；L11、第十一透镜；L12、第十二透镜；L13、第十三透镜；L14、第十四透镜；L15、第十五透镜；L16、第十六透镜；L17、第十七透镜。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
实施例一：如图1所示，一种小体积大变倍比摄像装置，包括：
变焦镜头；
及图像拾取元件，被配置为接收由所述变焦镜头形成的图像；图像拾取元件为CCD或CMOS，图像拾取元件能够设置在折返式变焦光学镜头的像侧面IMG上。
变焦镜头从物面侧到像面侧依次包括：
正光焦度的固定透镜群G1、负光焦度的第一变焦透镜群G2、光阑、正光焦度的第二变焦透镜群G3、负光焦度的聚焦透镜群G4、正光焦度的第三变焦透镜群G5和辅助组件G6；
第一变焦透镜群G2、第二变焦透镜群G3、第三变焦透镜群G5和聚焦透镜群G4沿所述变焦镜头的光轴方向移动，即本申请的镜头为五群结构，四个群组为移动群，四个移动群能够左右移动。
变焦镜头满足以下条件式：
35≤ft/fw≤40；
0.4<ΦG1/TTL<0.48；
FOVw>60°；
其中，ft为所述变焦镜头在望远状态的焦距，fw为所述变焦镜头在广角状态的焦距，ΦG1为所述固定透镜群G1的有效口径，FOVw为所述变焦镜头在广角状态的视场角，TTL为所述变焦镜头的光学总长。
通过上述条件式的限定，实现了摄像装置大变倍以及在广角端有较大视场角的功能基础上，还能够减小固定透镜群G1和摄像装置的光学总长，实现了摄像装置的小型化。
优选地，聚焦透镜群G4靠近所述物面侧的一端至少包括一枚光焦度为正的透镜，聚焦透镜群G4远离所述物面侧的一端至少包括一枚焦度为负的透镜；即四群结构从左至右至少包括一枚正透镜及一枚负透镜。
第三变焦透镜群G5靠近像面侧的一端至少包括一枚光焦度为正的透镜，即五群结构至少包括一枚正透镜，优选地，正透镜的左侧设置若干个正透镜。
聚焦透镜群G4和第三变焦透镜群G5能够形成与双高斯结构类似的结构，由于对称的光学结构，聚焦透镜群G4和第三变焦透镜群G5能够对垂轴色差进行良好的控制。
具体地，第二变焦透镜至少包括正光焦度的第九透镜L9，正光焦度的第十透镜L10，负光焦度的第十一透镜L11和正光焦度的第十二透镜L12，第十一透镜L11和第十二透镜L12胶合。
所述第九透镜L9，第十透镜L10，第十一透镜L11，第十二透镜L12与所述变焦镜头的焦距比值分别为（3.8，4.6）、（4.5，6.5）、（-2.0，2.8）、（2.3，3.5）。
所述第九透镜L9，第十透镜L10，第十一透镜L11，第十二透镜L12的阿贝数分别为（1.6，1.9）、（1.3，1.5）、（1.9，2.2）、（1.4，1.55）。
所述第九透镜L9，第十透镜L10，第十一透镜L11，第十二透镜L12的折射率分别为（36，42）、（88，98）、（24，36）、（78，84）。
实施例二：如图1所示，一种小体积大变倍比摄像装置，本实施例与实施例一的区别在于第二变焦透镜群G3的具体结构。
在实施例一的基础上，本实施例中，第二变焦透镜群G3的透镜数量大于第三变焦透镜群G5的透镜数量；
和/或
第二变焦透镜群G3的透镜数量大于或等于第一变焦透镜群G2的透镜数量。
由于第二变焦透镜群G3处于变焦镜头的中部，在满足系统参数、像差要求下，通过增加第二变焦透镜群G3的数量，减少了两侧群组需要变化的参数，继而减少两侧群组的移动行程，从而对于缩小总长减小尺寸有利。
所述变焦镜头满足以下条件式：
FG3/FG5<0.95；
其中，FG3为所述第二变焦透镜群G3的焦距和FG5为所述第三变焦透镜群G5的焦距。
通过上述条件式的设置，保证了第二变焦透镜群G3的透镜数量在一定范围内，继而减小了第一变焦透镜群G2和第三变焦透镜群G5的透镜数量，也减少了另外两个变焦群的移动行程，从而减少了摄像装置的总长，实现了摄像装置的小型化。
所述变焦镜头满足以下条件式：
3<XG2/ XG3<3.5；
和/或
0.18<XG5/ XG3<0.8；
其中，XG2为所述第一变焦透镜群G2的移动距离，XG3为所述第二变焦透镜群G3的移动距离，XG5为所述第三变焦透镜群G5的移动距离。
通过上述条件式的限定，一定程度的避免第二变焦透镜群G3的移动距离过大而导致的摄像装置的体积过大，进一步实现了摄像装置的小型化。
实施例三：如图1所示，一种小体积大变倍比摄像装置，本实施例与实施例一的区别在于第二变焦透镜群G3的具体结构。
在实施例一的基础上，第二变焦透镜群G3靠近物面侧的一端至少设有两枚光焦度为正的透镜。
本实施例中，光焦度为正的透镜能够汇聚光线，使用这种结构可以使后群整体光路均在光阑之后，因此，第二变焦透镜群G3靠近物面侧的一端的透镜的有效口径即为后群的最大口径，减小了光路在靠近像面位置产生角度过大的弯折的可能。
从物面侧到像面侧的方向，所述第二变焦透镜群G3内的透镜的有效口径逐渐减小。
当透镜的有效口径逐渐减小时，变焦镜头内的光路不易产生较大的弯折，增加了光学传播的可靠性，同时，摄像装置方便安装制造。
所述第二变焦透镜群G3至少包括一枚异常色散透镜。
在变倍过程中，当变焦镜头处于向望远端移动时，第二变焦透镜群G3对于镜头的影响逐渐减弱，第三变焦透镜群G5对于镜头的影响逐渐增强。因此通过异常色散透镜的设置，可以提升中间倍率的清晰度，同时望远端的色差提升，也可以实现更大的光圈，提升望远端画面亮度。
实施例四，如图1所示，一种小体积大变倍比摄像装置，包括：
变焦镜头；
及图像拾取元件，被配置为接收由所述变焦镜头形成的图像；图像拾取元件为CCD或CMOS，图像拾取元件能够设置在折返式变焦光学镜头的像侧面IMG上。
变焦镜头从物面侧到像面侧依次包括：
正光焦度的固定透镜群G1、负光焦度的第一变焦透镜群G2、光阑、正光焦度的第二变焦透镜群G3、负光焦度的聚焦透镜群G4、正光焦度的第三变焦透镜群G5和辅助组件G6；
第一变焦透镜群G2、第二变焦透镜群G3、第三变焦透镜群G5和聚焦透镜群G4沿变焦镜头的光轴方向移动；
正光焦度的固定透镜群G1包括具有负光焦度的第一透镜L1，具有正光焦度的第二透镜L2，具有正光焦度的第三透镜L3和具有正光焦度的第四透镜L4，第三透镜L3和第四透镜L4胶合。
第一变焦透镜群G2包括具有负光焦度的第五透镜L5，具有负光焦度的第六透镜L6，具有正光焦度的第七透镜L7和具负光焦度的第八透镜L8，第六透镜L6和第七透镜L7胶合。
第二变焦透镜群G3包括具有正光焦度的第九透镜L9，具有正光焦度的第十透镜L10，具有负光焦度的第十一透镜L11，具有正光焦度的第十二透镜L12，具有负光焦度的第十三透镜L13和具正光焦度的第十四透镜L14；第十一透镜L11和第十二透镜L12胶合，第十三透镜L13和第十四透镜L14胶合。
聚焦透镜群G4包括具有正光焦度的第十五透镜L15，具有负光焦度的第十六透镜L16；第十五透镜L15和第十六透镜L16胶合。
第三变焦透镜群G5为正光焦度的第十七透镜L17。
辅助组件G6为保护玻璃。
将本实施例的变焦镜头的基本透镜数据示于表1中，将表1中的可变参数示于表2，将非球面系数示于表3中。
在面编号栏中示出了将物侧的面设为第1面而随着朝向像侧逐一增加了编号时的面编号；在表面类型栏示出了某一透镜的表面类型；在曲率半径栏示出了某一透镜在的曲率半径，曲率半径为正时表明表面向物侧方向弯曲，曲率半径为负时表明表面向像侧方向弯曲；在中心厚度栏中示出了各面与在其像侧相邻的面的光轴上的面间隔；在折射率栏示出了某一透镜的折射率；在阿贝数栏示出了某一透镜的阿贝数。
在表2中，WIDE栏表示变焦镜头处于广角端状态时，各个可变参数的具体数值，TELE栏表示变焦镜头处于望远端状态时，各个可变参数的具体数值。
在表3中，K为圆锥系数，e为科学计数号，例如e-005表示10-5。
【表1】
【表2】
【表3】
本实施例中，变焦镜头的焦距f=4.5mm~180mm，即fw=4.5mm，ft=180mm，FNO=1.6~5.5，TTL=95.64mm。
ft/fw=40；
ΦG1=40.74mm；ΦG1/TTL=0.426；
FOVw=61.5°。
其中，f为变焦镜头的焦距，FNO为变焦镜头的相对孔径，ft为变焦镜头在望远状态的焦距，fw为所述变焦镜头在广角状态的焦距，ΦG1为所述固定透镜群G1的有效口径，FOVw为所述变焦镜头在广角状态的视场角，TTL为所述变焦镜头的光学总长。
FG3=13.0mm；FG5=10.6mm；FG3/FG5=1.23。
其中，FG3为所述第二变焦透镜群G3的焦距和FG5为所述第三变焦透镜群G5的焦距。
F9=18.0mm，F10=28.3mm，F11=-12.1mm，F12=14.7mm，F13=-21.9mm，F14=17.3mm；
F9/fw=4.0，F10/fw =6.3，F11/fw =-2.7，F12/fw =3.3，F13/ fw =-4.9，F14/ fw =3.8。
其中，F9~F14分别为第九透镜L9至第十四透镜L14的焦距。
XG2=29.96mm-1.39mm=28.57mm；XG3=9.1mm-0.1mm=9mm；XG5=4.05mm-2.3mm=1.75mm；XG2/ XG3=3.17；XG5/ XG3=0.19。
其中，XG2为所述第一变焦透镜群G2的移动距离，XG3为所述第二变焦透镜群G3的移动距离，XG5为所述第三变焦透镜群G5的移动距离。
实施例五：如图2所示，一种小体积大变倍比摄像装置，包括：
变焦镜头；
及图像拾取元件，被配置为接收由所述变焦镜头形成的图像；图像拾取元件为CCD或CMOS，图像拾取元件能够设置在折返式变焦光学镜头的像侧面IMG上。
变焦镜头从物面侧到像面侧依次包括：
正光焦度的固定透镜群G1、负光焦度的第一变焦透镜群G2、光阑、正光焦度的第二变焦透镜群G3、负光焦度的聚焦透镜群G4、正光焦度的第三变焦透镜群G5和辅助组件G6；
第一变焦透镜群G2、第二变焦透镜群G3、第三变焦透镜群G5和聚焦透镜群G4沿变焦镜头的光轴方向移动；
正光焦度的固定透镜群G1包括具有负光焦度的第一透镜L1，具有正光焦度的第二透镜L2，具有正光焦度的第三透镜L3和具有正光焦度的第四透镜L4，第三透镜L3和第四透镜L4胶合。
第一变焦透镜群G2包括具有负光焦度的第五透镜L5，具有负光焦度的第六透镜L6，具有正光焦度的第七透镜L7和具负光焦度的第八透镜L8，第六透镜L6和第七透镜L7胶合。
第二变焦透镜群G3包括具有正光焦度的第九透镜L9，具有正光焦度的第十透镜L10，具有负光焦度的第十一透镜L11和具有正光焦度的第十二透镜L12；第十一透镜L11和第十二透镜L12胶合。
聚焦透镜群G4包括具有正光焦度的第十三透镜L13，具有负光焦度的第十四透镜L14；第十三透镜L13和第十四透镜L14胶合。
第三变焦透镜群G5包括具有负光焦度的第十五透镜L15，具有正光焦度的第十六透镜L16，正光焦度的第十七透镜L17；第十五透镜L15和第十六透镜L16胶合。
辅助组件G6为保护玻璃。
将本实施例的变焦镜头的基本透镜数据示于表4中，将表4中的可变参数示于表5，将非球面系数示于表6中。
在面编号栏中示出了将物侧的面设为第1面而随着朝向像侧逐一增加了编号时的面编号；在表面类型栏示出了某一透镜的表面类型；在曲率半径栏示出了某一透镜在的曲率半径，曲率半径为正时表明表面向物侧方向弯曲，曲率半径为负时表明表面向像侧方向弯曲；在中心厚度栏中示出了各面与在其像侧相邻的面的光轴上的面间隔；在折射率栏示出了某一透镜的折射率；在阿贝数栏示出了某一透镜的阿贝数。
在表5中，WIDE栏表示变焦镜头处于广角端状态时，各个可变参数的具体数值，TELE栏表示变焦镜头处于望远端状态时，各个可变参数的具体数值。
在表6中，K为圆锥系数，e为科学计数号，例如e-005表示10-5。
【表4】
【表5】
【表6】
本实施例中，变焦镜头的焦距f=4.5mm~180mm，即fw=4.5mm，ft=180mm，FNO=1.6~5.3，TTL=95.29mm。
ft/fw=40；
ΦG1=42.91mm；RG1/TTL=0.45；
FOVw=63.7°。
其中，f为变焦镜头的焦距，FNO为变焦镜头的相对孔径，ft为变焦镜头在望远状态的焦距，fw为所述变焦镜头在广角状态的焦距，ΦG1为所述固定透镜群G1的有效口径，FOVw为所述变焦镜头在广角状态的视场角，TTL为所述变焦镜头的光学总长。
FG3=11.9mm；FG5=12.2mm；FG3/FG5=0.98。
其中，FG3为所述第二变焦透镜群G3的焦距和FG5为所述第三变焦透镜群G5的焦距。
F9=20.3mm，F10=21.4mm，F11=-10.3mm，F12=11.9mm；
F9/fw=4.5，F10/fw =4.7，F11/fw =-2.3，F12/fw =2.6。
其中，F9~F12分别为第九透镜L9至第十二透镜L12的焦距。
XG2=28.48mm-1.3mm=27.18mm；XG3=8.29mm-0.1mm=8.19mm；XG5=6.87mm-1.74mm=5.13mm；XG2/ XG3=3.32；XG5/ XG3=0.63。
其中，XG2为所述第一变焦透镜群G2的移动距离，XG3为所述第二变焦透镜群G3的移动距离，XG5为所述第三变焦透镜群G5的移动距离。
实施例六：如图3所示，一种小体积大变倍比摄像装置，包括：
变焦镜头；
及图像拾取元件，被配置为接收由所述变焦镜头形成的图像；图像拾取元件为CCD或CMOS，图像拾取元件能够设置在折返式变焦光学镜头的像侧面IMG上。
变焦镜头从物面侧到像面侧依次包括：
正光焦度的固定透镜群G1、负光焦度的第一变焦透镜群G2、光阑、正光焦度的第二变焦透镜群G3、负光焦度的聚焦透镜群G4、正光焦度的第三变焦透镜群G5和辅助组件G6；
第一变焦透镜群G2、第二变焦透镜群G3、第三变焦透镜群G5和聚焦透镜群G4沿变焦镜头的光轴方向移动；
正光焦度的固定透镜群G1包括具有负光焦度的第一透镜L1，具有正光焦度的第二透镜L2，具有正光焦度的第三透镜L3和具有正光焦度的第四透镜L4，第三透镜L3和第四透镜L4胶合。
第一变焦透镜群G2包括具有负光焦度的第五透镜L5，具有负光焦度的第六透镜L6，具有正光焦度的第七透镜L7和具负光焦度的第八透镜L8，第六透镜L6和第七透镜L7胶合。
第二变焦透镜群G3包括具有正光焦度的第九透镜L9，具有正光焦度的第十透镜L10，具有负光焦度的第十一透镜L11和具有正光焦度的第十二透镜L12；第十一透镜L11和第十二透镜L12胶合。
聚焦透镜群G4包括具有正光焦度的第十三透镜L13，具有负光焦度的第十四透镜L14；第十三透镜L13和第十四透镜L14胶合。
第三变焦透镜群G5包括具有负光焦度的第十五透镜L15，具有正光焦度的第十六透镜L16，正光焦度的第十七透镜L17；第十五透镜L15和第十六透镜L16胶合。
辅助组件G6为保护玻璃。
将本实施例的变焦镜头的基本透镜数据示于表4中，将表4中的可变参数示于表5，将非球面系数示于表6中。
在面编号栏中示出了将物侧的面设为第1面而随着朝向像侧逐一增加了编号时的面编号；在表面类型栏示出了某一透镜的表面类型；在曲率半径栏示出了某一透镜在的曲率半径，曲率半径为正时表明表面向物侧方向弯曲，曲率半径为负时表明表面向像侧方向弯曲；在中心厚度栏中示出了各面与在其像侧相邻的面的光轴上的面间隔；在折射率栏示出了某一透镜的折射率；在阿贝数栏示出了某一透镜的阿贝数。
在表5中，WIDE栏表示变焦镜头处于广角端状态时，各个可变参数的具体数值，TELE栏表示变焦镜头处于望远端状态时，各个可变参数的具体数值。
在表6中，K为圆锥系数，e为科学计数号，例如e-005表示10-5。
【表7】
【表8】
【表9】
本实施例中，变焦镜头的焦距F=4.5mm~180mm，即fw=4.5mm，ft=180mm，FNO=1.6~5.3，TTL=97.09mm。
ft/fw=40；
ΦG1=44.08mm；RG1/TTL=0.454；
FOVw=61.5°。
其中，f为变焦镜头的焦距，FNO为变焦镜头的相对孔径，ft为变焦镜头在望远状态的焦距，fw为所述变焦镜头在广角状态的焦距，ΦG1为所述固定透镜群G1的有效口径，FOVw为所述变焦镜头在广角状态的视场角，TTL为所述变焦镜头的光学总长。
FG3=13.1mm；FG5=10.6mm；FG3/FG5=1.24。
其中，FG3为所述第二变焦透镜群G3的焦距和FG5为所述第三变焦透镜群G5的焦距。
F9=18.4mm，F10=27.8mm，F11=-12.2mm，F12=14.5mm；
F9/fw=4.1，F10/fw =6.2，F11/fw =-2.7，F12/fw =3.2。
其中，F9~F12分别为第九透镜L9至第十二透镜L12的焦距。
XG2=27.86mm-1.3mm=26.56mm；XG3=9.06mm-0.1mm=8.96mm；XG5=3.48mm-1.53mm=1.9/5mm；XG2/ XG3=2.96；XG5/ XG3=0.218。
其中，XG2为所述第一变焦透镜群G2的移动距离，XG3为所述第二变焦透镜群G3的移动距离，XG5为所述第三变焦透镜群G5的移动距离。
实施例七：如图1至图3所示，一种变焦镜头，从物面侧到像面侧依次包括：
正光焦度的固定透镜群G1、负光焦度的第一变焦透镜群G2、光阑、正光焦度的第二变焦透镜群G3、负光焦度的聚焦透镜群G4、正光焦度的第三变焦透镜群G5和辅助组件G6。
第一变焦透镜群G2、第二变焦透镜群G3、第三变焦透镜群G5和聚焦透镜群G4沿所述变焦镜头的光轴方向移动，即本申请的镜头为五群结构，四个群组为移动群，四个移动群能够左右移动。
变焦镜头满足以下条件式：
35≤ft/fw≤40；
0.4<ΦG1 /TTL<0.48；
FOVw>60°；
其中，ft为所述变焦镜头在望远状态的焦距，fw为所述变焦镜头在广角状态的焦距，ΦG1为所述固定透镜群G1的有效口径，FOVw为所述变焦镜头在广角状态的视场角，TTL为所述变焦镜头的光学总长。
通过上述条件式的限定，实现了变焦镜头大变倍以及在广角端有较大视场角的功能基础上，还能够减小固定透镜群G1和变焦镜头的光学总长，实现了变焦镜头的小型化。
应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种小体积大变倍比摄像装置，其特征在于，包括：
变焦镜头；
及图像拾取元件，被配置为接收由所述变焦镜头形成的图像；
所述变焦镜头从物面侧到像面侧依次包括：
正光焦度的固定透镜群、负光焦度的第一变焦透镜群、光阑、正光焦度的第二变焦透镜群、负光焦度的聚焦透镜群、正光焦度的第三变焦透镜群和辅助组件；
所述第一变焦透镜群、第二变焦透镜群、第三变焦透镜群和聚焦透镜群沿所述变焦镜头的光轴方向移动；
所述变焦镜头满足以下条件式：
35≤ft/fw≤40；
0.4<ΦG1/TTL<0.48
FOVw>60°；
其中，ft为所述变焦镜头在望远状态的焦距，fw为所述变焦镜头在广角状态的焦距，ΦG1为所述固定透镜群的有效口径，FOVw为所述变焦镜头在广角状态的视场角，TTL为所述变焦镜头的光学总长。
2.根据权利要求1所述的一种小体积大变倍比摄像装置，其特征在于：
所述第二变焦透镜群的透镜数量大于所述第三变焦透镜群的透镜数量；
和/或
所述第二变焦透镜群的透镜数量大于或等于所述第一变焦透镜群的透镜数量。
3.根据权利要求1或2所述的一种小体积大变倍比摄像装置，其特征在于：
所述变焦镜头满足以下条件式：
FG3/FG5<0.95；
其中，FG3为所述第二变焦透镜群的焦距和FG5为所述第三变焦透镜群的焦距。
4.根据权利要求3所述的一种小体积大变倍比摄像装置，其特征在于：
所述变焦镜头满足以下条件式：
3<XG2/ XG3<3.5；
和/或
0.18<XG5/ XG3<0.8；
其中，XG2为所述第一变焦透镜群的移动距离，XG3为所述第二变焦透镜群的移动距离，XG5为所述第三变焦透镜群的移动距离。
5.根据权利要求1所述的一种小体积大变倍比摄像装置，其特征在于：
所述第二变焦透镜群靠近所述物面侧的一端至少设有两枚光焦度为正的透镜。
6.根据权利要求5所述的一种小体积大变倍比摄像装置，其特征在于：
从物面侧到像面侧的方向，所述第二变焦透镜群内的透镜的有效口径逐渐减小。
7.根据权利要求5所述的一种小体积大变倍比摄像装置，其特征在于：
所述第二变焦透镜群至少包括一枚异常色散透镜。
8.根据权利要求1所述的一种小体积大变倍比摄像装置，其特征在于：
所述聚焦透镜群靠近所述物面侧的一端至少包括一枚光焦度为正的透镜，所述聚焦透镜群远离所述物面侧的一端至少包括一枚焦度为负的透镜；
所述第三变焦透镜群靠近所述像面侧的一端至少包括一枚光焦度为正的透镜。
9.根据权利要求1或2或5或8所述的一种小体积大变倍比摄像装置，其特征在于：
所述第二变焦透镜至少包括正光焦度的第九透镜，正光焦度的第十透镜，负光焦度的第十一透镜，正光焦度的第十二透镜，第十一透镜和第十二透镜胶合；
所述第九透镜，第十透镜，第十一透镜，第十二透镜与所述变焦镜头的焦距比值分别为（3.8，4.6）、（4.5，6.5）、（-2.0，2.8）、（2.3，3.5）；
所述第九透镜，第十透镜，第十一透镜，第十二透镜的阿贝数分别为（1.6，1.9）、（1.3，1.5）、（1.9，2.2）、（1.4，1.55）；
所述第九透镜，第十透镜，第十一透镜，第十二透镜的折射率分别为（36，42）、（88，98）、（24，36）、（78，84）。
10.一种变焦镜头，其特征在于，从物面侧到像面侧依次包括：
正光焦度的固定透镜群、负光焦度的第一变焦透镜群、光阑、正光焦度的第二变焦透镜群、负光焦度的聚焦透镜群、正光焦度的第三变焦透镜群和辅助组件；
所述第一变焦透镜群、第二变焦透镜群、第三变焦透镜群和聚焦透镜群沿所述变焦镜头的光轴方向移动；
所述变焦镜头满足以下条件式：
35≤ft/fw≤40；
0.4<ΦG1 /TTL<0.48；
FOVw>60°；
其中，ft为所述变焦镜头在望远状态的焦距，fw为所述变焦镜头在广角状态的焦距，ΦG1为所述固定透镜群的有效口径，FOVw为所述变焦镜头在广角状态的视场角。
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