CN111929876A - 变焦镜头 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种变焦镜头。沿变焦镜头的光轴由物侧至像侧依次包括：第一透镜组；具有正光焦度的第二透镜组，第二透镜组与第一透镜组间隔设置并形成第一空气间隔，第二透镜组能够在光轴上移动；具有正光焦度的第三透镜组，第三透镜组与第二透镜组间隔设置并形成第二空气间隔，第三透镜组能够在光轴上移动；第四透镜组，第四透镜组与第三透镜组间隔设置并形成第三空气间隔；其中，变焦镜头的光学总长度TTL、变焦镜头在广角端的有效焦距和变焦镜头在长焦端的有效焦距的差值△f之间满足：2.5＜TTL/|△f|＜4.0。本发明解决了现有技术中镜头存在画质不稳定且难以实现小型化的问题。

Description

变焦镜头

技术领域

本发明涉及光学成像设备技术领域，具体而言，涉及一种变焦镜头。

背景技术

随着镜头制造水平的提高，现在的摄像机具有更全面、更广泛的应用功能。其中，变焦镜头在一定范围内可以通过变换焦距从而得到不同宽窄的视场角、不同大小的影像和不同景物范围。现有手机的变焦方案通过多颗固定焦距的镜头切换实现，在这些固定焦距之间的变焦依靠算法差值完成，造成变焦时镜头的画质损失较大，已经无法满足人们对高画质的追求。

也就是说，现有技术中的镜头存在画质不稳定且难以实现小型化的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种变焦镜头，以解决现有技术中的镜头存在画质不稳定且难以实现小型化的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种变焦镜头，沿变焦镜头的光轴由物侧至像侧依次包括：第一透镜组；具有正光焦度的第二透镜组，第二透镜组与第一透镜组间隔设置并形成第一空气间隔，第二透镜组能够在光轴上移动；具有正光焦度的第三透镜组，第三透镜组与第二透镜组间隔设置并形成第二空气间隔，第三透镜组能够在光轴上移动；第四透镜组，第四透镜组与第三透镜组间隔设置并形成第三空气间隔；其中，变焦镜头的光学总长度TTL、变焦镜头在广角端的有效焦距和变焦镜头在长焦端的有效焦距的差值△f之间满足：2.5＜TTL/|△f|＜4.0。

进一步地，变焦镜头还包括光阑，光阑设置在第一透镜组与第二透镜组之间，且光阑跟随第二透镜组移动，变焦镜头在不同变焦状态下的数值孔径Fno满足：2.8＜Fno≤5.0。

进一步地，第一空气间隔、第二空气间隔和第三空气间隔均大于0.5毫米。

进一步地，变焦镜头在广角端的有效焦距fw和第二透镜组的有效焦距fG2之间满足：0.5<fw/fG2<1.0；和/或变焦镜头在广角端的有效焦距fw和第三透镜组的有效焦距fG3之间满足：0<fw/fG3≤1.0；和/或变焦镜头在广角端的有效焦距fw和第四透镜组的有效焦距fG4之间满足：fw/|fG4|<1.5。

进一步地，变焦镜头在长焦端的有效焦距ft和第二透镜组从广角端至长焦端在光轴上的变焦移动距离△T1之间满足：2.0<ft/|△T1|<3.0；和/或变焦镜头在长焦端的有效焦距ft和第三透镜组从广角端至长焦端在光轴上的变焦移动距离△T3之间满足：5.0<ft/|△T3|<6.0。

进一步地，第四透镜组能够在光轴上移动，且跟随变焦镜头的物距进行移动调焦，物距由无穷远至1.5米时，第四透镜组在光轴上的对焦移动距离△T4满足：|△T4|<1.0mm。

进一步地，第一透镜组包括第一透镜；第二透镜组包括第二透镜、第三透镜和第四透镜，且第二透镜、第三透镜和第四透镜中至少一个透镜具有正光焦度；第三透镜组包括第五透镜和第六透镜；第四透镜组包括第七透镜和第八透镜，且第七透镜和第八透镜中至少一个透镜具有正光焦度。

进一步地，第二透镜的有效焦距f2和第二透镜组的有效焦距fG2之间满足：-5.0<f2/fG2≤-2.0；和/或第五透镜的有效焦距f5和第六透镜的有效焦距f6之间满足：-3.0≤f5/f6<-1.0。

进一步地，第五透镜的物侧面的曲率半径R9、第五透镜的像侧面的曲率半径R10和第五透镜的中心厚度CT5之间满足：1.0<(R9-R10)/CT5<5.0；和/或第七透镜的物侧面的曲率半径R13、第七透镜的像侧面的曲率半径R14和第七透镜的中心厚度CT7之间满足：0<(R14-R13)/CT7<1.0。

根据本发明的另一方面，提供了一种变焦镜头，沿变焦镜头的光轴由物侧至像侧依次包括：第一透镜组；具有正光焦度的第二透镜组，第二透镜组与第一透镜组间隔设置并形成第一空气间隔，第二透镜组能够在光轴上移动；具有正光焦度的第三透镜组，第三透镜组与第二透镜组间隔设置并形成第二空气间隔，第三透镜组能够在光轴上移动；第四透镜组，第四透镜组与第三透镜组间隔设置并形成第三空气间隔；其中，变焦镜头在广角端的有效焦距fw和变焦镜头在长焦端的有效焦距ft之间满足：1.5<ft/fw<2.0。

进一步地，变焦镜头的光学总长度TTL和变焦镜头在所广角端的有效焦距与变焦镜头在长焦端的有效焦距的差值△f之间满足：2.5＜TTL/|△f|＜4.0。

进一步地，变焦镜头还包括光阑，光阑设置在第一透镜组与第二透镜组之间，且光阑跟随第二透镜组移动，变焦镜头在不同变焦状态下的数值孔径Fno并满足：2.8＜Fno≤5.0。

进一步地，第一空气间隔、第二空气间隔和第三空气间隔均大于0.5毫米。

进一步地，变焦镜头在广角端的有效焦距fw和第二透镜组的有效焦距fG2之间满足：0.5<fw/fG2<1.0；和/或变焦镜头在广角端的有效焦距fw和第三透镜组的有效焦距fG3之间满足：0<fw/fG3≤1.0；和/或变焦镜头在广角端的有效焦距fw和第四透镜组的有效焦距fG4之间满足：fw/|fG4|<1.5。

进一步地，变焦镜头在长焦端的有效焦距ft和第二透镜组从广角端至长焦端在光轴上的变焦移动距离△T1之间满足：2.0<ft/|△T1|<3.0；和/或变焦镜头在长焦端的有效焦距ft和第三透镜组从广角端至长焦端在光轴上的变焦移动距离△T3之间满足：5.0<ft/|△T3|<6.0。

进一步地，第四透镜组能够在光轴上移动，且跟随变焦镜头的物距进行移动调焦，物距由无穷远至1.5米时，第四透镜组在光轴上的对焦移动距离△T4满足：|△T4|<1.0mm。

进一步地，第一透镜组包括第一透镜；第二透镜组包括第二透镜、第三透镜和第四透镜，且第二透镜、第三透镜和第四透镜中至少一个透镜具有正光焦度；第三透镜组包括第五透镜和第六透镜；第四透镜组包括第七透镜和第八透镜，且第七透镜和第八透镜至少一个透镜具有正光焦度。

进一步地，第二透镜的有效焦距f2和第二透镜组的有效焦距fG2之间满足：-5.0<f2/fG2≤-2.0；和/或第五透镜的有效焦距f5和第六透镜的有效焦距f6之间满足：-3.0≤f5/f6<-1.0。

进一步地，第五透镜的物侧面的曲率半径R9、第五透镜的像侧面的曲率半径R10和第五透镜的中心厚度CT5之间满足：1.0<(R9-R10)/CT5<5.0；和/或第七透镜的物侧面的曲率半径R13、第七透镜的像侧面的曲率半径R14和第七透镜的中心厚度CT7之间满足：0<(R14-R13)/CT7<1.0。

应用本发明的技术方案，变焦镜头沿变焦镜头的光轴由物侧至像侧依次包括：第一透镜组；具有正光焦度的第二透镜组，第二透镜组与第一透镜组间隔设置并形成第一空气间隔，第二透镜组能够在光轴上移动；具有正光焦度的第三透镜组，第三透镜组与第二透镜组间隔设置并形成第二空气间隔，第三透镜组能够在光轴上移动；第四透镜组，第四透镜组与第三透镜组间隔设置并形成第三空气间隔；其中，变焦镜头的光学总长度TTL、变焦镜头在广角端的有效焦距和变焦镜头在长焦端的有效焦距的差值△f之间满足：2.5＜TTL/|△f|＜4.0。

通过光焦度的合理布置，可以有效减少象散与畸变，大大提高变焦镜头的成像品质。第二透镜组能够在光轴上移动，这样设置使得第二透镜组可从像侧方向物侧方进行线性运动，在运动过程当中，可改变变焦镜头的垂轴放大倍率。第三透镜组能够在光轴上移动，这样设置使得第三透镜组可从物侧方向像侧方进行非线性运动，在运动过程当中，可将从第二组出射的光线重新聚焦到像面上。通过两组透镜的共同运动，使变焦镜头的焦距可以实现从广角到长焦的连续变化，保证变焦镜头在各个焦点位置均有较高画质的同时能够保证变焦镜头的小型化。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明的例子一的变焦镜头广角端的结构示意图；

图2至示出了本发明的例子一的变焦镜头中间端的结构示意图；

图3至示出了本发明的实施例子一的变焦镜头长焦端的结构示意图；

图4至图7分别示出了图1中的变焦镜头的轴上色差曲线、象散曲线、畸变曲线以及倍率色差曲线；

图8至图11分别示出了图2中的变焦镜头的轴上色差曲线、象散曲线、畸变曲线以及倍率色差曲线；

图12至图15分别示出了图3中的变焦镜头的轴上色差曲线、象散曲线、畸变曲线以及倍率色差曲线；

图16示出了本发明的例子二的变焦镜头广角端的结构示意图；

图17至示出了本发明的例子二的变焦镜头中间端的结构示意图；

图18至示出了本发明的例子二的变焦镜头长焦端的结构示意图；

图19至图22分别示出了图16中的变焦镜头的轴上色差曲线、象散曲线、畸变曲线以及倍率色差曲线；

图23至图26分别示出了图17中的变焦镜头的轴上色差曲线、象散曲线、畸变曲线以及倍率色差曲线；

图27至图30分别示出了图18中的变焦镜头的轴上色差曲线、象散曲线、畸变曲线以及倍率色差曲线；

图31示出了本发明的例子三的变焦镜头广角端的结构示意图；

图32至示出了本发明的例子三的变焦镜头中间端的结构示意图；

图33至示出了本发明的例子三的变焦镜头长焦端的结构示意图；

图34至图37分别示出了图31中的变焦镜头的轴上色差曲线、象散曲线、畸变曲线以及倍率色差曲线；

图38至图41分别示出了图32中的变焦镜头的轴上色差曲线、象散曲线、畸变曲线以及倍率色差曲线；

图42至图45分别示出了图33中的变焦镜头的轴上色差曲线、象散曲线、畸变曲线以及倍率色差曲线；

图46示出了本发明的例子四的变焦镜头广角端的结构示意图；

图47至示出了本发明的例子四的变焦镜头中间端的结构示意图；

图48至示出了本发明的例子四的变焦镜头长焦端的结构示意图；

图49至图52分别示出了图46中的变焦镜头的轴上色差曲线、象散曲线、畸变曲线以及倍率色差曲线；

图53至图56分别示出了图47中的变焦镜头的轴上色差曲线、象散曲线、畸变曲线以及倍率色差曲线；

图57至图60分别示出了图48中的变焦镜头的轴上色差曲线、象散曲线、畸变曲线以及倍率色差曲线。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、光轴；G1、第一透镜组；E1、第一透镜；S1、第一透镜的物侧面；S2、第一透镜的像测面；STO、光阑；G2、第二透镜组；E2、第二透镜；S3、第二透镜的物侧面；S4、第二透镜的像测面；E3、第三透镜；S5、第三透镜的物侧面；S6、第三透镜的像测面；E4、第四透镜；S7、第四透镜的物侧面；S8、第四透镜的像测面；G3、第三透镜组；E5、第五透镜；S9、第五透镜的物侧面；S10、第五透镜的像测面；E6、第六透镜；S11、第六透镜的物侧面；S12、第六透镜的像测面；G4、第四透镜组；E7、第七透镜；S13、第七透镜的物侧面；S14、第七透镜的像测面；E8、第八透镜；S15、第八透镜的物侧面；S16、第八透镜的像测面；E9、滤光片；S17、滤光片的物侧面；S18、滤光片的像测面；S19、成像面。

具体实施方式

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发明。

需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本发明。

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，附图中所示出的球面或非球面的形状通过实例的方式示出。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。每个透镜靠近物侧的表面成为该透镜的物侧面，每个透镜靠近像侧的表面称为该透镜的像侧面。在近轴区域的面形的判断可依据该领域中通常知识者的判断方式，以R值，(R指近轴区域的曲率半径，通常指光学软件中的透镜数据库(lens data)上的R值)正负判断凹凸。以物侧面来说，当R值为正时，判定为凸面，当R值为负时，判定为凹面；以像侧面来说，当R值为正时，判定为凹面，当R值为负时，判定为凸面。

为了解决现有技术中镜头存在画质不稳定且难以实现小型化的问题，本发明提供了一种变焦镜头。

实施例一

如图1至图60所示，变焦镜头沿变焦镜头的光轴10由物侧至像侧依次包括第一透镜组G1、具有正光焦度的第二透镜组G2、具有正光焦度的第三透镜组G3和第四透镜组G4，第二透镜组G2与第一透镜组G1间隔设置并形成第一空气间隔，第二透镜组G2能够在光轴10上移动；第三透镜组G3与第二透镜组G2间隔设置并形成第二空气间隔，第三透镜组G3能够在光轴10上移动；第四透镜组G4与第三透镜组G3间隔设置并形成第三空气间隔；其中，变焦镜头的光学总长度TTL、变焦镜头在广角端的有效焦距和变焦镜头在长焦端的有效焦距的差值△f之间满足：2.5＜TTL/|△f|＜4.0。优选地，变焦镜头的光学总长度TTL、变焦镜头在广角端的有效焦距和变焦镜头在长焦端的有效焦距的差值△f之间可满足：3.0＜TTL/|△f|＜3.6。

通过光焦度的合理布置，可以有效减少象散与畸变，大大提高变焦镜头的成像品质。第二透镜组G2能够在光轴10上移动，这样设置使得第二透镜组G2可从像侧方向物侧方进行线性运动，在运动过程当中，可改变变焦镜头的垂轴放大倍率。第三透镜组G3能够在光轴10上移动，这样设置使得第三透镜组G3可从物侧方向像侧方进行非线性运动，在运动过程当中，可将从第二组出射的光线重新聚焦到像面上。通过两组透镜的共同运动，使变焦镜头的焦距可以实现从广角到长焦的连续变化，保证变焦镜头在各个焦点位置均有较高画质的同时能够保证变焦镜头的小型化。

在本实施例中，变焦镜头还包括光阑STO，光阑STO设置在第一透镜组G1与第二透镜组G2之间，且光阑STO跟随第二透镜组G2移动，变焦镜头在不同变焦状态下的数值孔径Fno满足：2.8＜Fno≤5.0。这样设置使得光阑STO跟随第二透镜组G2一起移动，有利于将各焦段的F数都控制到较小的范围内，保证了变焦镜头的成像质量。光阑STO固定在第二透镜组G2之前，这样设置有利于变焦镜头的小型化。

在本实施例中，第一空气间隔、第二空气间隔和第三空气间隔均大于0.5毫米。这样设置使得每组透镜之间的最小间距控制在0.5毫米之上，可有效避免各组透镜在运动过程中或脱离时发生碰撞，保证了结构的稳定性。

在本实施例中，变焦镜头在广角端的有效焦距fw和第二透镜组的有效焦距fG2之间满足：0.5<fw/fG2<1.0。优选地，变焦镜头在广角端的有效焦距fw和第二透镜组的有效焦距fG2之间可满足：0.5<fw/fG2<0.9。通过合理控制第二透镜组的有效焦距和广角端的有效焦距的比值，有利于将广角端的光焦度进行合理分配，优化透镜的形状，从而抑制广角畸变的产生。

在本实施例中，变焦镜头在广角端的有效焦距fw和第三透镜组的有效焦距fG3之间满足：0<fw/fG3≤1.0。优选地，变焦镜头在广角端的有效焦距fw和第三透镜组的有效焦距fG3之间可满足：0.6<fw/fG3≤1.0。通过控制第三透镜组的有效焦距fG3和广角端的有效焦距比值，可保证第三透镜组G3能够更好的与第二透镜组G2进行配合，补偿第二透镜组G2移动后的焦面移动，进一步抑制轴上光线像差。

在本实施例中，变焦镜头在广角端的有效焦距fw和第四透镜组的有效焦距fG4之间满足：fw/|fG4|<1.5。优选地，变焦镜头在广角端的有效焦距fw和第四透镜组的有效焦距fG4之间可满足：-1.5<fw/fG4<0.5。通过合理分配第四透镜组G4的光焦度，能够有效控制第四透镜组G4的像差贡献量，并且平衡前组在各个焦点位置产生的像差，使变焦镜头总体像差在合理范围内，进而保证变焦镜头具有良好的成像质量。

在本实施例中，变焦镜头在长焦端的有效焦距ft和第二透镜组G2从广角端至长焦端在光轴10上的变焦移动距离△T1之间满足：2.0<ft/|△T1|<3.0。优选地，变焦镜头在长焦端的有效焦距ft和第二透镜组G2从广角端至长焦端在光轴10上的变焦移动距离△T1之间满足：2.5<ft/|△T1|<2.6。通过控制第二透镜组G2从广角端至长焦端在光轴10上的变焦移动距离，保证了变焦镜头的变焦范围，有利于实现从广角到长焦的一个大范围的焦距变化，提高了变焦镜头的实用性。

在本实施例中，变焦镜头在长焦端的有效焦距ft和第三透镜组G3从广角端至长焦端在光轴10上的变焦移动距离△T3之间满足：5.0<ft/|△T3|<6.0。优选地，变焦镜头在长焦端的有效焦距ft和第三透镜组G3从广角端至长焦端在光轴10上的变焦移动距离△T3之间可满足：5.1<ft/|△T3|<5.7。通过控制第三透镜组G3的变焦移动距离在较小的范围内，保证了变焦镜头的成像质量，同时减小了马达行程，降低了加工难度。

在本实施例中，第四透镜组G4能够在光轴10上移动，且跟随变焦镜头的物距进行移动调焦，物距由无穷远至1.5米时，第四透镜组G4在光轴10上的对焦移动距离△T4满足：|△T4|<1.0mm。这样设置使得当物距发生变化时，可以通过马达驱动第四透镜组G4在光轴10上移动来调节焦平面位置，从而实现对焦。通过控制第四透镜组G4在光轴10上的对焦移动距离△T4，可以降低对马达行程的要求，实现变焦镜头对焦的快速响应，提高用户使用效果。

在本实施例中，第一透镜组G1包括第一透镜E1；第二透镜组G2包括第二透镜E2、第三透镜E3和第四透镜E4，且第二透镜E2、第三透镜E3和第四透镜E4中至少一个透镜具有正光焦度；第三透镜组G3包括第五透镜E5和第六透镜E6；第四透镜组G4包括第七透镜E7和第八透镜E8，且第七透镜E7和第八透镜E8中至少一个透镜具有正光焦度。这样设置使得第一透镜组G1对变焦镜头口径大小起到约束的作用，设置第一透镜组G1固定，有利于变焦镜头口径大小的控制。通过设置三片透镜有利于光焦度的合理分配，使得第二透镜组G2起到改变垂轴放大率的作用。并且通过正负透镜组合的方法，有利于球差彗差的控制。第三透镜组G3及第四透镜组G4各使用两片透镜，这样设置有利于光焦度的合理分配，进而减小像差。

在本实施例中，第二透镜的有效焦距f2和第二透镜组G2的有效焦距fG2之间满足：-5.0<f2/fG2≤-2.0。优选地，第二透镜的有效焦距f2和第二透镜组G2的有效焦距fG2之间可满足：-3.8<f2/fG2≤-2.0。采用第二透镜组G2内正负透镜组合的方法，有利于第二透镜组G2的像差的控制，使得无论第二透镜组G2移动到何处，其像差的贡献变化在较小的范围内，有利于其它透镜组像差的校正。控制第二透镜的有效焦距f2与第二透镜组的有效焦距fG2的比值，有利于第二透镜组G2组内的光焦度的合理分配，保证第二透镜组G2内各透镜的形状合理，方便透镜的加工。

在本实施例中，第五透镜的有效焦距f5和第六透镜的有效焦距f6之间满足：-3.0≤f5/f6<-1.0。优选地，第五透镜的有效焦距f5和第六透镜的有效焦距f6之间可满足：-3.0≤f5/f6<-1.3。通过控制第三透镜组G3内光焦度的合理分配，有效抑制第三透镜组G3的像差贡献量，进而提高轴上的成像质量。

在本实施例中，第五透镜的物侧面的曲率半径R9、第五透镜的像侧面的曲率半径R10和第五透镜的中心厚度CT5之间满足：1.0<(R9-R10)/CT5<5.0。优选地，第五透镜的物侧面的曲率半径R9、第五透镜的像侧面的曲率半径R10和第五透镜的中心厚度CT5之间可满足：1.3<(R9-R10)/CT5<3.5。这样设置能够有效约束第五透镜E5的形状，进而控制第五透镜的物侧面S9和第五透镜的像侧面S10的像差贡献率，有效的平衡系统与孔径带相关的像差，进而提高变焦镜头的成像质量。

在本实施例中，第七透镜的物侧面的曲率半径R13、第七透镜的像侧面的曲率半径R14和第七透镜的中心厚度CT7之间满足：0<(R14-R13)/CT7<1.0。优选地，第七透镜的物侧面的曲率半径R13、第七透镜的像侧面的曲率半径R14和第七透镜的中心厚度CT7之间可满足：0.4<(R14-R13)/CT7<0.9。这样设置可有效控制第七透镜E7的形状，降低加工难度。

实施例二

本发明提供了一种变焦镜头，沿变焦镜头的光轴10由物侧至像侧依次包括第一透镜组G1、具有正光焦度的第二透镜组G2、具有正光焦度的第三透镜组G3和第四透镜组G4，第二透镜组G2与第一透镜组G1间隔设置并形成第一空气间隔，第二透镜组G2能够在光轴10上移动；第三透镜组G3与第二透镜组G2间隔设置并形成第二空气间隔，第三透镜组G3能够在光轴10上移动；第四透镜组G4与第三透镜组G3间隔设置并形成第三空气间隔；其中，变焦镜头在广角端的有效焦距fw和变焦镜头在长焦端的有效焦距ft之间满足：1.5<ft/fw<2.0。

通过光焦度的合理布置，可以有效减少象散与畸变，大大提高变焦镜头的成像品质。第二透镜组G2能够在光轴10上移动，这样设置使得第二透镜组G2可从像侧方向物侧方进行线性运动，在运动过程当中，可改变变焦镜头的垂轴放大倍率。第三透镜组G3能够在光轴10上移动，这样设置使得第三透镜组G3可从物侧方向像侧方进行非线性运动，在运动过程当中，可将从第二组出射的光线重新聚焦到像面上。通过两组透镜的共同运动，使变焦镜头的焦距可以实现从广角到长焦的连续变化，保证变焦镜头在各个焦点位置均有较高画质的同时能够保证变焦镜头的小型化。通过控制变焦镜头在广角端的有效焦距fw与变焦镜头在长焦端的有效焦距ft的比值，使得变焦镜头能够大范围变焦的同时保证较高的成像质量，提高了变焦镜头的实用性。

在本实施例中，变焦镜头的光学总长度TTL和变焦镜头在所广角端的有效焦距与变焦镜头在长焦端的有效焦距的差值△f之间满足：2.5＜TTL/|△f|＜4.0。

在本实施例中，变焦镜头还包括光阑STO，光阑STO设置在第一透镜组G1与第二透镜组G2之间，且光阑STO跟随第二透镜组G2移动，变焦镜头在不同变焦状态下的数值孔径Fno并满足：2.8＜Fno≤5.0。

在本实施例中，第一空气间隔、第二空气间隔和第三空气间隔均大于0.5毫米。这样设置使得每组透镜之间的最小间距控制在0.5毫米之上，可有效避免各组透镜在运动过程中或脱离时发生碰撞，保证了结构的稳定性。

在本实施例中，变焦镜头在广角端的有效焦距fw和第二透镜组的有效焦距fG2之间满足：0.5<fw/fG2<1.0。优选地，变焦镜头在广角端的有效焦距fw和第二透镜组的有效焦距fG2之间可满足：0.5<fw/fG2<0.9。通过合理控制第二透镜组的有效焦距和广角端的有效焦距的比值，有利于将广角端的光焦度进行合理分配，优化透镜的形状，从而抑制广角畸变的产生。

在本实施例中，变焦镜头在广角端的有效焦距fw和第三透镜组的有效焦距fG3之间满足：0<fw/fG3≤1.0。优选地，变焦镜头在广角端的有效焦距fw和第三透镜组的有效焦距fG3之间可满足：0.6<fw/fG3≤1.0。通过控制第三透镜组的有效焦距和广角端的有效焦距比值，可保证更好的与第二透镜组G2进行配合，补偿第二透镜组G2移动后的焦面移动，进一步抑制轴上光线像差。

在本实施例中，变焦镜头在广角端的有效焦距fw和第四透镜组的有效焦距fG4之间满足：fw/|fG4|<1.5。优选地，变焦镜头在广角端的有效焦距fw和第四透镜组的有效焦距fG4之间可满足：-1.5<fw/fG4<0.5。通过合理分配第四透镜组G4的光焦度，能够有效控制第四透镜组G4的像差贡献量，并且平衡第三透镜组G3在各个焦点位置产生的像差，使变焦镜头总体像差在合理范围内，进而保证变焦镜头具有良好的成像质量。

在本实施例中，变焦镜头在长焦端的有效焦距ft和第二透镜组G2从广角端至长焦端在光轴10上的变焦移动距离△T1之间满足：2.0<ft/|△T1|<3.0。优选地，变焦镜头在长焦端的有效焦距ft和第二透镜组G2从广角端至长焦端在光轴10上的变焦移动距离△T1之间满足：2.5<ft/|△T1|<2.6。通过控制第二透镜组G2从广角端至长焦端在光轴10上的变焦移动距离，保证了变焦镜头的变焦范围，有利于实现从广角到长焦的一个大范围的焦距变化，提高了变焦镜头的实用性。

在本实施例中，变焦镜头在长焦端的有效焦距ft和第三透镜组G3从广角端至长焦端在光轴10上的变焦移动距离△T3之间满足：5.0<ft/|△T3|<6.0。优选地，变焦镜头在长焦端的有效焦距ft和第三透镜组G3从广角端至长焦端在光轴10上的变焦移动距离△T3之间可满足：5.1<ft/|△T3|<5.7。通过控制第三透镜组G3的变焦移动距离在较小的范围内，保证了变焦镜头的成像质量，同时减小了马达行程，降低了加工难度。

在本实施例中，第四透镜组G4能够在光轴10上移动，且跟随变焦镜头的物距进行移动调焦，物距由无穷远至1.5米时，第四透镜组G4在光轴10上的对焦移动距离△T4满足：|△T4|<1.0mm。这样设置使得当物距发生变化时，可以通过马达驱动第四透镜组G4在光轴10上移动来调节焦平面位置，从而实现对焦。通过控制第四透镜组G4在光轴10上的对焦移动距离△T4，可以降低对马达行程的要求，实现变焦镜头对焦的快速响应，提高用户使用效果。

在本实施例中，第一透镜组G1包括第一透镜E1；第二透镜组G2包括第二透镜E2、第三透镜E3和第四透镜E4，且第二透镜E2、第三透镜E3和第四透镜E4中至少一个透镜具有正光焦度；第三透镜组G3包括第五透镜E5和第六透镜E6；第四透镜组G4包括第七透镜E7和第八透镜E8，且第七透镜E7和第八透镜E8至少一个透镜具有正光焦度。这样设置使得第一透镜组G1对系变焦镜头口径大小起到约束的作用，设置第一透镜组G1固定，有利于变焦镜头口径大小的控制。通过设置三片透镜有利于光焦度的合理分配，使得第二透镜组G2起到改变垂轴放大率的作用。并且通过正负透镜组合的方法，有利于球差彗差的控制。第三透镜组G3及第四透镜组G4各使用两片透镜，这样设置有利于光焦度的合理分配，进而减小像差。

在本实施例中，第二透镜的有效焦距f2和第二透镜组的有效焦距fG2之间满足：-5.0<f2/fG2≤-2.0。优选地，第二透镜的有效焦距f2和第二透镜组的有效焦距fG2之间可满足：-3.8<f2/fG2≤-2.0。采用第二透镜组G2内正负透镜组合的方法，有利于第二透镜组G2的像差的控制，使得无论第二透镜组G2移动到何处，其像差的贡献变化在较小的范围内，有利于其它透镜组像差的校正。控制第二透镜的有效焦距f2与第二透镜组的有效焦距fG2的比值，有利于第二透镜组G2组内的光焦度的合理分配，保证第二透镜组G2内各透镜的形状合理，方便透镜的加工。

在本实施例中，第五透镜的有效焦距f5和第六透镜的有效焦距f6之间满足：-3.0≤f5/f6<-1.0。优选地，第五透镜的有效焦距f5和第六透镜的有效焦距f6之间可满足：-3.0≤f5/f6<-1.3。通过控制第三透镜组G3内光焦度的合理分配，有效抑制第三透镜组G3的像差贡献量，进而提高轴上的成像质量。

在本实施例中，第五透镜的物侧面的曲率半径R9、第五透镜的像侧面的曲率半径R10和第五透镜的中心厚度CT5之间满足：1.0<(R9-R10)/CT5<5.0。优选地，第五透镜的物侧面的曲率半径R9、第五透镜的像侧面的曲率半径R10和第五透镜的中心厚度CT5之间可满足：1.3<(R9-R10)/CT5<3.5。这样设置能够有效约束第五透镜的形状，进而控制第五透镜的物侧面S9和第五透镜的像侧面S10的像差贡献率，有效的平衡系统与孔径带相关的像差，进而提高变焦镜头的成像质量。

在本实施例中，第七透镜的物侧面的曲率半径R13、第七透镜的像侧面的曲率半径R14和第七透镜的中心厚度CT7之间满足：0<(R14-R13)/CT7<1.0。优选地，第七透镜的物侧面的曲率半径R13、第七透镜的像侧面的曲率半径R14和第七透镜的中心厚度CT7之间可满足：0.4<(R14-R13)/CT7<0.9。这样设置可有效控制第七透镜E7的形状，降低加工难度。

上述变焦镜头还可包括至少一个光阑STO，以提升镜头的成像质量。可选地，光阑STO可设置在第一透镜组G1与第二透镜组G2之间。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。

在本申请中的变焦镜头可采用多片镜片，例如上述的八片。通过合理分配各透镜的光焦度、面形、各透镜的中心厚度以及各透镜之间的轴上距离等，可有效增大变焦镜头的孔径、降低镜头的敏感度并提高镜头的可加工性，使得变焦镜头更有利于生产加工并且可适用于智能手机等便携式电子设备。上述的变焦镜头还具有孔径大。超薄、成像质量佳的优点，能够满足智能电子产品微型化的需求。

在本申请中，各透镜的镜面中的至少一个为非球面镜面。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。

然而，本领域技术人员应当理解，在未背离本申请要求保护的技术方案的情况下，可改变构成光学成像镜头的透镜数量，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八个透镜为例进行了描述，但是光学成像镜头不限于包括八个透镜。如需要，该光学成像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面型、参数的举例。

需要说明的是，下述的例子一至例子四中的任何一个例子均实用于本申请的所有实施例。

例子一

如图1至图15所示，描述了本申请例子一的变焦镜头。图1示出了例子一的变焦镜头广角端的结构示意图，图2示出了例子一的变焦镜头中间端的结构示意图，图3示出了例子一的变焦镜头长焦端的结构示意图。

如图1至图3所示，变焦镜头由物侧至像侧依序包括：第一透镜组G1、光阑STO、第二透镜组G2、第三透镜组G3、第四透镜组G4、滤光片E9和成像面S19。其中，第一透镜组G1包括第一透镜E1，第二透镜组G2包括第二透镜E2、第三透镜E3和第四透镜E4，第三透镜组G3包括第五透镜E5和第六透镜E6，第四透镜组G4包括第七透镜E7和第八透镜E8。

第一透镜E1具有正光焦度或负光焦度，第一透镜的物侧面S1为凹面，第一透镜的像侧面S2为凸面。第二透镜E2具有正光焦度或负光焦度，第二透镜的物侧面S3为凸面，第二透镜的像侧面S4为凹面。第三透镜E3具有正光焦度或负光焦度，第三透镜的物侧面S5为凸面，第三透镜的像侧面S6为凹面。第四透镜E4具有正光焦度或负光焦度，第四透镜的物侧面S7为凸面，第四透镜的像侧面S8为凹面。第五透镜E5具有正光焦度或负光焦度，第五透镜的物侧面S9为凸面，第五透镜的像侧面S10为凹面。第六透镜E6具有正光焦度或负光焦度，第六透镜的物侧面S11为凸面，第六透镜的像侧面S12为凸面。第七透镜E7具有正光焦度或负光焦度，第七透镜的物侧面S13为凹面，第七透镜的像侧面S14为凸面。第八透镜E8具有正光焦度或负光焦度，第八透镜的物侧面S15为凹面，第八透镜的像侧面S16为凸面。滤光片E9具有滤光片的物侧面S17和滤光片的像侧面S18。来自物体的光依序穿过各表面S1至S18并最终成像在成像面S19上。其中，第二透镜E2、第三透镜E3和第四透镜E4中至少一个透镜具有正光焦度。第七透镜E7和第八透镜E8至少一个透镜具有正光焦度。

表1示出了例子一的变焦镜头的基本结构参数表，其中，曲率半径、厚度/距离和焦距的单位均为毫米(mm)。

表1

表2示出了例子一的变焦镜头的参数，其中，有效焦距f、数值孔径Fno、第一透镜组G1与第二透镜组G2之间的距离T1、第二透镜组G2与第三透镜组G3之间的距离T2、第三透镜组G3与第四透镜组G4之间的距离T3和第四透镜组G4的与滤光片E9之间的距离T4的单位均为毫米(mm)，变焦镜头的最大视场角FOV的单位为度。

	f	FOV	Fno	T1	T2	T3	T4
								广角端	13.87	34.8	2.90	9.6162	0.9355	5.0915	1.1726
中间端	18.47	25.9	3.92	3.3165	9.4939	2.8328	1.0216
								长焦端	23.09	20.6	4.94	0.6162	14.4270	0.6000	0.8166

表2

在例子一中，第一透镜E1至第八透镜E8中的任意一个透镜的物侧面和像侧面均为非球面，各非球面透镜的面型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给出了可用于例子一中各非球面镜面S1-S16的高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18和A20。

面号

A4

A6

A8

A10

A12

A14

A16

A18

A20

S1

-9.3249E-02

-4.4325E-04

4.2365E-04

-5.1281E-05

2.6538E-05

-2.7306E-05

1.7828E-05

-6.9623E-06

1.1232E-06

S2

-8.1431E-02

7.3407E-03

9.8724E-04

-7.1724E-04

-3.6549E-04

-2.2842E-04

-6.8454E-05

-3.9340E-05

1.4064E-05

S3

3.3880E-02

-8.4082E-03

2.1285E-03

-6.2612E-04

-2.1339E-04

-3.5649E-04

-1.5068E-04

-7.8643E-05

-4.7211E-06

S4

2.6292E-02

-1.2335E-02

2.5544E-03

-2.4374E-03

-1.1298E-03

-1.3532E-03

-3.4153E-04

-1.8446E-04

7.9997E-05

S5

-9.1646E-02

3.3432E-03

-1.7678E-03

-9.1604E-04

-1.3644E-04

-3.9935E-04

4.5271E-06

-1.0830E-04

7.7011E-06

S6

-2.0138E-01

2.2667E-02

-9.3484E-03

-9.0603E-04

-1.0112E-03

-1.6043E-04

-2.0330E-04

-2.0852E-04

-1.1166E-04

S7

-1.5919E-01

4.1860E-02

-8.2790E-03

-3.1249E-04

-7.4778E-06

2.6212E-04

-1.8304E-04

-3.2777E-04

-1.6844E-04

S8

1.0171E-01

2.0887E-02

-7.3838E-05

-3.7019E-05

1.6534E-04

1.7717E-04

1.0543E-04

1.5954E-05

-1.1786E-05

S9

-3.7270E-01

-1.0670E-02

3.6759E-03

3.9103E-03

2.3170E-03

1.2214E-03

6.8656E-04

2.6772E-04

8.0838E-05

S10

-3.8994E-01

-1.1237E-04

-1.1276E-03

3.0621E-03

2.0019E-03

2.7802E-04

8.8418E-04

1.2274E-04

1.0974E-04

S11

-2.9436E-01

5.2932E-02

2.3836E-03

4.7128E-03

2.8259E-03

5.0752E-04

1.2700E-03

-2.5991E-04

6.6400E-05

S12

-2.8375E-01

1.2499E-01

8.9329E-03

1.9635E-04

3.8631E-03

-3.8461E-03

-6.6543E-03

-3.7440E-03

-5.4508E-04

S13

1.5557E+00

-1.1873E-01

1.0286E-02

-1.0041E-03

4.5374E-04

-3.0076E-04

-2.8848E-05

-1.1919E-04

-3.5322E-05

S14

3.8356E-01

2.1983E+00

1.6826E+00

9.7277E-01

5.0456E-01

-3.6041E-01

-1.6457E-01

3.3701E-02

-8.9726E-03

S15

-5.7266E-01

2.2392E-01

-1.3290E-01

-5.1007E-02

-5.2479E-02

-2.0179E-02

-7.9051E-03

-1.3260E-03

-2.2595E-04

S16

1.6162E+01

-2.4645E+00

-1.5858E+00

6.7455E-01

5.9717E-01

2.6761E-01

1.0082E-01

2.4973E-02

-6.6581E-03

表3

图4示出了例子一的变焦镜头广角端的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由镜头后的会聚焦点偏离。图5示出了例子一的变焦镜头广角端的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图6示出了例子一的变焦镜头广角端的畸变曲线，其表示不同视场角对应的畸变大小值。图7示出了例子一的变焦镜头广角端的倍率色差曲线，其表示光线经由镜头后在成像面上的不同的像高的偏差。

图8示出了例子一的变焦镜头中间端的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由镜头后的会聚焦点偏离。图9示出了例子一的变焦镜头中间端的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图10示出了例子一的变焦镜头中间端的畸变曲线，其表示不同视场角对应的畸变大小值。图11示出了例子一的变焦镜头中间端的倍率色差曲线，其表示光线经由镜头后在成像面上的不同的像高的偏差。

图12示出了例子一的变焦镜头长焦端的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由镜头后的会聚焦点偏离。图13示出了例子一的变焦镜头长焦端的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图14示出了例子一的变焦镜头长焦端的畸变曲线，其表示不同视场角对应的畸变大小值。图15示出了例子一的变焦镜头长焦端的倍率色差曲线，其表示光线经由镜头后在成像面上的不同的像高的偏差。

根据图4至图15可知，例子一所给出的变焦镜头能够实现良好的成像品质。

例子二

如图16至图30所示，描述了本申请例子二的变焦镜头。在本实施例及以下实施例中，为简洁起见，将省略部分与例子一相似的描述。图16示出了例子二的变焦镜头广角端的结构示意图，图17示出了例子二的变焦镜头中间端的结构示意图，图18示出了例子二的变焦镜头长焦端的结构示意图。

如图16至图18所示，变焦镜头由物侧至像侧依序包括：第一透镜组G1、光阑STO、第二透镜组G2、第三透镜组G3、第四透镜组G4、滤光片E9和成像面S19。其中，第一透镜组G1包括第一透镜E1，第二透镜组G2包括第二透镜E2、第三透镜E3和第四透镜E4，第三透镜组G3包括第五透镜E5和第六透镜E6，第四透镜组G4包括第七透镜E7和第八透镜E8。

第一透镜E1具有正光焦度或负光焦度，第一透镜的物侧面S1为凸面，第一透镜的像侧面S2为凹面。第二透镜E2具有正光焦度或负光焦度，第二透镜的物侧面S3为凸面，第二透镜的像侧面S4为凹面。第三透镜E3具有正光焦度或负光焦度，第三透镜的物侧面S5为凸面，第三透镜的像侧面S6为凹面。第四透镜E4具有正光焦度或负光焦度，第四透镜的物侧面S7为凸面，第四透镜的像侧面S8为凹面。第五透镜E5具有正光焦度或负光焦度，第五透镜的物侧面S9为凸面，第五透镜的像侧面S10为凹面。第六透镜E6具有正光焦度或负光焦度，第六透镜的物侧面S11为凸面，第六透镜的像侧面S12为凸面。第七透镜E7具有正光焦度或负光焦度，第七透镜的物侧面S13为凹面，第七透镜的像侧面S14为凸面。第八透镜E8具有正光焦度或负光焦度，第八透镜的物侧面S15为凹面，第八透镜的像侧面S16为凹面。滤光片E9具有滤光片的物侧面S17和滤光片的像侧面S18。来自物体的光依序穿过各表面S1至S18并最终成像在成像面S19上。其中，第二透镜E2、第三透镜E3和第四透镜E4中至少一个透镜具有正光焦度。第七透镜E7和第八透镜E8至少一个透镜具有正光焦度。

表4示出了例子二的变焦镜头的基本结构参数表，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示出了例子二的变焦镜头的参数，其中，有效焦距f、数值孔径Fno、第一透镜组G1与第二透镜组G2之间的距离T1、第二透镜组G2与第三透镜组G3之间的距离T2和第三透镜组G3与第四透镜组G4之间的距离T3的单位均为毫米(mm)，变焦镜头的最大视场角FOV的单位为度。

	f	FOV	Fno	T1	T2	T3
							广角端	13.87	18.47	23.08	9.5938	1.1878	5.5585
中间端	34.5	25.6	20.4	4.2610	10.0033	2.0758
							长焦端	2.90	3.93	4.95	0.6817	14.1903	1.4681

表5

表6示出了可用于例子二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例子一中给出的公式(1)限定。

表6

图19示出了例子二的变焦镜头广角端的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由镜头后的会聚焦点偏离。图20示出了例子二的变焦镜头广角端的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图21示出了例子二的变焦镜头广角端的畸变曲线，其表示不同视场角对应的畸变大小值。图22示出了例子二的变焦镜头广角端的倍率色差曲线，其表示光线经由镜头后在成像面上的不同的像高的偏差。

图23示出了例子二的变焦镜头中间端的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由镜头后的会聚焦点偏离。图24示出了例子二的变焦镜头中间端的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图25示出了例子二的变焦镜头中间端的畸变曲线，其表示不同视场角对应的畸变大小值。图26示出了例子二的变焦镜头中间端的倍率色差曲线，其表示光线经由镜头后在成像面上的不同的像高的偏差。

图27示出了例子二的变焦镜头长焦端的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由镜头后的会聚焦点偏离。图28示出了例子二的变焦镜头长焦端的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图29示出了例子二的变焦镜头长焦端的畸变曲线，其表示不同视场角对应的畸变大小值。图30示出了例子二的变焦镜头长焦端的倍率色差曲线，其表示光线经由镜头后在成像面上的不同的像高的偏差。

根据图19至图30可知，例子二所给出的变焦镜头能够实现良好的成像品质。

例子三

如图31至图45所示，描述了本申请例子三的变焦镜头。在本实施例及以下实施例中，为简洁起见，将省略部分与例子一相似的描述。图31示出了例子三的变焦镜头广角端的结构示意图，图32示出了例子三的变焦镜头中间端的结构示意图，图33示出了例子三的变焦镜头长焦端的结构示意图。

如图31至图33所示，变焦镜头由物侧至像侧依序包括：第一透镜组G1、光阑STO、第二透镜组G2、第三透镜组G3、第四透镜组G4、滤光片E9和成像面S19。其中，第一透镜组G1包括第一透镜E1，第二透镜组G2包括第二透镜E2、第三透镜E3和第四透镜E4，第三透镜组G3包括第五透镜E5和第六透镜E6，第四透镜组G4包括第七透镜E7和第八透镜E8。

第一透镜E1具有正光焦度或负光焦度，第一透镜的物侧面S1为凹面，第一透镜的像侧面S2为凹面。第二透镜E2具有正光焦度或负光焦度，第二透镜的物侧面S3为凸面，第二透镜的像侧面S4为凹面。第三透镜E3具有正光焦度或负光焦度，第三透镜的物侧面S5为凸面，第三透镜的像侧面S6为凹面。第四透镜E4具有正光焦度或负光焦度，第四透镜的物侧面S7为凸面，第四透镜的像侧面S8为凹面。第五透镜E5具有正光焦度或负光焦度，第五透镜的物侧面S9为凸面，第五透镜的像侧面S10为凹面。第六透镜E6具有正光焦度或负光焦度，第六透镜的物侧面S11为凸面，第六透镜的像侧面S12为凹面。第七透镜E7具有正光焦度或负光焦度，第七透镜的物侧面S13为凹面，第七透镜的像侧面S14为凸面。第八透镜E8具有正光焦度或负光焦度，第八透镜的物侧面S15为凸面，第八透镜的像侧面S16为凹面。滤光片E9具有滤光片的物侧面S17和滤光片的像侧面S18。来自物体的光依序穿过各表面S1至S18并最终成像在成像面S19上。其中，第二透镜E2、第三透镜E3和第四透镜E4中至少一个透镜具有正光焦度。第七透镜E7和第八透镜E8至少一个透镜具有正光焦度。

表7示出了例子三的变焦镜头的基本结构参数表，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示出了例子三的变焦镜头的参数，其中，有效焦距f、数值孔径Fno、第一透镜组G1与第二透镜组G2之间的距离T1、第二透镜组G2与第三透镜组G3之间的距离T2和第三透镜组G3与第四透镜组G4之间的距离T3的单位均为毫米(mm)，变焦镜头的最大视场角FOV的单位为度。

	f	FOV	Fno	T1	T2	T3
							广角端	13.87	18.47	23.09	9.5938	1.1878	5.5585
中间端	35.5	26.5	21.3	4.2610	10.0033	2.0758
							长焦端	2.90	3.37	3.80	0.6817	14.1903	1.4681

表8

表9示出了可用于例子三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例子一中给出的公式(1)限定。

表9

图34示出了例子三的变焦镜头广角端的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由镜头后的会聚焦点偏离。图35示出了例子三的变焦镜头广角端的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图36示出了例子三的变焦镜头广角端的畸变曲线，其表示不同视场角对应的畸变大小值。图37示出了例子三的变焦镜头广角端的倍率色差曲线，其表示光线经由镜头后在成像面上的不同的像高的偏差。

图38示出了例子三的变焦镜头中间端的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由镜头后的会聚焦点偏离。图39示出了例子三的变焦镜头中间端的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图40示出了例子三的变焦镜头中间端的畸变曲线，其表示不同视场角对应的畸变大小值。图41示出了例子三的变焦镜头中间端的倍率色差曲线，其表示光线经由镜头后在成像面上的不同的像高的偏差。

图42示出了例子三的变焦镜头长焦端的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由镜头后的会聚焦点偏离。图43示出了例子三的变焦镜头长焦端的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图44示出了例子三的变焦镜头长焦端的畸变曲线，其表示不同视场角对应的畸变大小值。图45示出了例子三的变焦镜头长焦端的倍率色差曲线，其表示光线经由镜头后在成像面上的不同的像高的偏差。

根据图34至图45可知，例子三所给出的变焦镜头能够实现良好的成像品质。

例子四

如图46至图60所示，描述了本申请例子四的变焦镜头。在本实施例及以下实施例中，为简洁起见，将省略部分与例子一相似的描述。图46示出了例子四的变焦镜头广角端的结构示意图，图47示出了例子四的变焦镜头中间端的结构示意图，图48示出了例子四的变焦镜头长焦端的结构示意图。

如图46至图48所示，变焦镜头由物侧至像侧依序包括：第一透镜组G1、光阑STO、第二透镜组G2、第三透镜组G3、第四透镜组G4、滤光片E9和成像面S19。其中，第一透镜组G1包括第一透镜E1，第二透镜组G2包括第二透镜E2、第三透镜E3和第四透镜E4，第三透镜组G3包括第五透镜E5和第六透镜E6，第四透镜组G4包括第七透镜E7和第八透镜E8。

第一透镜E1具有正光焦度或负光焦度，第一透镜的物侧面S1为凹面，第一透镜的像侧面S2为凸面。第二透镜E2具有正光焦度或负光焦度，第二透镜的物侧面S3为凸面，第二透镜的像侧面S4为凹面。第三透镜E3具有正光焦度或负光焦度，第三透镜的物侧面S5为凸面，第三透镜的像侧面S6为凸面。第四透镜E4具有正光焦度或负光焦度，第四透镜的物侧面S7为凹面，第四透镜的像侧面S8为凹面。第五透镜E5具有正光焦度或负光焦度，第五透镜的物侧面S9为凸面，第五透镜的像侧面S10为凹面。第六透镜E6具有正光焦度或负光焦度，第六透镜的物侧面S11为凸面，第六透镜的像侧面S12为凸面。第七透镜E7具有正光焦度或负光焦度，第七透镜的物侧面S13为凹面，第七透镜的像侧面S14为凸面。第八透镜E8具有正光焦度或负光焦度，第八透镜的物侧面S15为凸面，第八透镜的像侧面S16为凹面。滤光片E9具有滤光片的物侧面S17和滤光片的像侧面S18。来自物体的光依序穿过各表面S1至S18并最终成像在成像面S19上。其中，第二透镜E2、第三透镜E3和第四透镜E4中至少一个透镜具有正光焦度。第七透镜E7和第八透镜E8至少一个透镜具有正光焦度。

表10示出了例子四的变焦镜头的基本结构参数表，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示出了例子四的变焦镜头的参数，其中，有效焦距f、数值孔径Fno、第一透镜组G1与第二透镜组G2之间的距离T1、第二透镜组G2与第三透镜组G3之间的距离T2和第三透镜组G3与第四透镜组G4之间的距离T3的单位均为毫米(mm)，变焦镜头的最大视场角FOV的单位为度。

	f	FOV	Fno	T1	T2	T3
							广角端	13.87	18.47	23.09	9.5938	1.1878	5.5585
中间端	34.9	26.1	20.9	4.2610	10.0033	2.0758
							长焦端	2.75	3.42	4.09	0.6817	14.1903	1.4681

表11

表12示出了可用于例子四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例子一中给出的公式(1)限定。

表12

图49示出了例子四的变焦镜头广角端的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由镜头后的会聚焦点偏离。图50示出了例子四的变焦镜头广角端的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图51示出了例子四的变焦镜头广角端的畸变曲线，其表示不同视场角对应的畸变大小值。图52示出了例子四的变焦镜头广角端的倍率色差曲线，其表示光线经由镜头后在成像面上的不同的像高的偏差。

图53示出了例子四的变焦镜头中间端的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由镜头后的会聚焦点偏离。图54示出了例子四的变焦镜头中间端的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图55示出了例子四的变焦镜头中间端的畸变曲线，其表示不同视场角对应的畸变大小值。图56示出了例子四的变焦镜头中间端的倍率色差曲线，其表示光线经由镜头后在成像面上的不同的像高的偏差。

图57示出了例子四的变焦镜头长焦端的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由镜头后的会聚焦点偏离。图58示出了例子四的变焦镜头长焦端的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图59示出了例子四的变焦镜头长焦端的畸变曲线，其表示不同视场角对应的畸变大小值。图60示出了例子四的变焦镜头长焦端的倍率色差曲线，其表示光线经由镜头后在成像面上的不同的像高的偏差。

根据图49至图60可知，例子四所给出的变焦镜头能够实现良好的成像品质。

综上，例子一至例子四分别满足表13中所示的关系。

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。

显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种变焦镜头，其特征在于，沿所述变焦镜头的光轴(10)由物侧至像侧依次包括：

第一透镜组(G1)；

具有正光焦度的第二透镜组(G2)，所述第二透镜组(G2)与所述第一透镜组(G1)间隔设置并形成第一空气间隔，所述第二透镜组(G2)能够在所述光轴(10)上移动；

具有正光焦度的第三透镜组(G3)，所述第三透镜组(G3)与所述第二透镜组(G2)间隔设置并形成第二空气间隔，所述第三透镜组(G3)能够在所述光轴(10)上移动；

第四透镜组(G4)，所述第四透镜组(G4)与所述第三透镜组(G3)间隔设置并形成第三空气间隔；

其中，所述变焦镜头的光学总长度TTL、所述变焦镜头在广角端的有效焦距和所述变焦镜头在长焦端的有效焦距的差值△f之间满足：2.5＜TTL/|△f|＜4.0。

2.根据权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，所述变焦镜头还包括光阑(STO)，所述光阑(STO)设置在所述第一透镜组(G1)与所述第二透镜组(G2)之间，且所述光阑(STO)跟随所述第二透镜组(G2)移动，所述变焦镜头在不同变焦状态下的数值孔径Fno满足：2.8＜Fno≤5.0。

3.根据权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，所述第一空气间隔、所述第二空气间隔和所述第三空气间隔均大于0.5毫米。

4.根据权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，

所述变焦镜头在所述广角端的有效焦距fw和所述第二透镜组的有效焦距fG2之间满足：0.5<fw/fG2<1.0；和/或

所述变焦镜头在所述广角端的有效焦距fw和所述第三透镜组的有效焦距fG3之间满足：0<fw/fG3≤1.0；和/或

所述变焦镜头在所述广角端的有效焦距fw和所述第四透镜组的有效焦距fG4之间满足：fw/|fG4|<1.5。

5.根据权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，

所述变焦镜头在所述长焦端的有效焦距ft和所述第二透镜组(G2)从所述广角端至所述长焦端在所述光轴(10)上的变焦移动距离△T1之间满足：2.0<ft/|△T1|<3.0；和/或

所述变焦镜头在所述长焦端的有效焦距ft和所述第三透镜组(G3)从所述广角端至所述长焦端在所述光轴(10)上的变焦移动距离△T3之间满足：5.0<ft/|△T3|<6.0。

6.根据权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，所述第四透镜组(G4)能够在所述光轴(10)上移动，且跟随所述变焦镜头的物距进行移动调焦，物距由无穷远至1.5米时，所述第四透镜组(G4)在光轴(10)上的对焦移动距离△T4满足：|△T4|<1.0mm。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的变焦镜头，其特征在于，

所述第一透镜组(G1)包括第一透镜(E1)；

所述第二透镜组(G2)包括第二透镜(E2)、第三透镜(E3)和第四透镜(E4)，且所述第二透镜(E2)、所述第三透镜(E3)和所述第四透镜(E4)中至少一个透镜具有正光焦度；

所述第三透镜组(G3)包括第五透镜(E5)和第六透镜(E6)；

所述第四透镜组(G4)包括第七透镜(E7)和第八透镜(E8)，且所述第七透镜(E7)和所述第八透镜(E8)中至少一个透镜具有正光焦度。

8.根据权利要求7所述的变焦镜头，其特征在于，

所述第二透镜的有效焦距f2和所述第二透镜组的有效焦距fG2之间满足：-5.0<f2/fG2≤-2.0；和/或

所述第五透镜的有效焦距f5和所述第六透镜的有效焦距f6之间满足：-3.0≤f5/f6<-1.0。

9.根据权利要求7所述的变焦镜头，其特征在于，

所述第五透镜的物侧面的曲率半径R9、所述第五透镜的像侧面的曲率半径R10和所述第五透镜的中心厚度CT5之间满足：1.0<(R9-R10)/CT5<5.0；和/或

所述第七透镜的物侧面的曲率半径R13、所述第七透镜的像侧面的曲率半径R14和所述第七透镜的中心厚度CT7之间满足：0<(R14-R13)/CT7<1.0。

10.一种变焦镜头，其特征在于，沿所述变焦镜头的光轴(10)由物侧至像侧依次包括：

第一透镜组(G1)；

具有正光焦度的第二透镜组(G2)，所述第二透镜组(G2)与所述第一透镜组(G1)间隔设置并形成第一空气间隔，所述第二透镜组(G2)能够在所述光轴(10)上移动；

具有正光焦度的第三透镜组(G3)，所述第三透镜组(G3)与所述第二透镜组(G2)间隔设置并形成第二空气间隔，所述第三透镜组(G3)能够在所述光轴(10)上移动；

第四透镜组(G4)，所述第四透镜组(G4)与所述第三透镜组(G3)间隔设置并形成第三空气间隔；

其中，所述变焦镜头在广角端的有效焦距fw和所述变焦镜头在长焦端的有效焦距ft之间满足：1.5<ft/fw<2.0。

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