CN112230408B - 一种小体积摄像装置和变焦镜头 - Google Patents
一种小体积摄像装置和变焦镜头 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种小体积摄像装置和变焦镜头，涉及摄像技术领域。本发明包括：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；所述变焦镜头由五个透镜群组成；所述变焦镜头从物面侧到像面侧依次包括：正光焦度的第一固定透镜群、负光焦度的变焦透镜群、光阑、正光焦度的第二固定透镜群、负光焦度的聚焦透镜群和正光焦度的第三固定透镜群，所述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。本发明通过透镜组的设置，即可实现了五群结构两群变焦的摄像结构，能够增大变焦透镜群的变焦范围，继而增大摄像装置覆盖的焦段，增加了摄像装置的适用范围。
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。
目前市面上的摄像镜头以定焦为主，焦段分布很广，从短焦8mm到长焦70mm，其中12-36mm范围的镜头是摄像镜头的主力镜头；在实际使用中，一个场景往往需要架设多台镜头才能满足使用要求；对于安装空间和便利性很不友好；急需要一款能覆盖大部分焦段的变焦镜头来替代定焦镜头。
发明内容
本发明将解决现有的技术问题，提供一种小体积摄像装置和变焦镜头，能够增大变焦透镜群的变焦范围，继而增大摄像装置覆盖的焦段，增加了摄像装置的适用范围。
本发明提供的技术方案如下：
一种小体积摄像装置，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；所述变焦镜头由五个透镜群组成；所述变焦镜头从物面侧到像面侧依次包括：正光焦度的第一固定透镜群、负光焦度的变焦透镜群、光阑、正光焦度的第二固定透镜群、负光焦度的聚焦透镜群和正光焦度的第三固定透镜群，所述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；所述第一固定透镜群从物面侧到像面侧依次由负光焦度的第一透镜，正光焦度的第二透镜和正光焦度的第三透镜组成；其中，所述第一透镜和所述第二透镜胶合；所述变焦透镜群从物面侧到像面侧依次由负光焦度的第四透镜，负光焦度的第五透镜，正光焦度的第六透镜和负光焦度的第七透镜组成；所述第二固定透镜群由四枚透镜或五枚透镜或六枚透镜组成，所述第二固定透镜群从物面侧到像面侧依次包括两枚正光焦度的透镜，一枚负光焦度的透镜及一枚正光焦度的透镜，其中，所述第二固定透镜群中最靠近像面侧的一枚正光焦度的透镜和一枚负光焦度的透镜胶合；所述聚焦透镜群为负光焦度的透镜；所述第三固定透镜群从物面侧到像面侧依次由两枚正光焦度的透镜和一枚负光焦度的透镜组成。
优选地，所述变焦镜头满足以下条件式：TTL＜110mm；fw＜12mm；ft＞36mm；其中，TTL为所述变焦镜头的光学总长，fw为变焦镜头在广角状态下的焦距，ft为变焦镜头在望远状态下的焦距。
优选地，所述变焦镜头满足以下条件式：0.45＜LR1S/TTL＜0.55；其中，LR1S为第一透镜的像面侧与所述光阑之间的距离。
优选地，所述变焦透镜群满足以下条件式：0.15＜XG2/ TTL＜0.22；其中，XG2为所述变焦透镜群的移动距离。
优选地，所述变焦透镜群满足以下条件式：0.36＜XG4/XG2＜0.55；其中，XG4为所述聚焦透镜群的移动距离。
优选地，所述变焦镜头满足以下条件式：1.5＜fG1/ft＜1.8；其中，fG1为所述第一固定透镜群的焦距；和/或所述变焦镜头满足以下条件式：-0.45＜fG2/ft＜-0.3；其中，fG2为所述变焦透镜群的焦距。
优选地，所述变焦镜头满足以下条件式：-5＜fG4/fw＜-3.5；其中，fG4为所述聚焦透镜群的焦距；和/或所述变焦镜头满足以下条件式：3＜fG5/fw＜4；其中，fG5为所述第三固定透镜群的焦距。
优选地，所述第三固定透镜群满足以下条件式：-1.6＜fa/fw＜-1.3；其中，fa为所述第三固定透镜群中负光焦度的透镜的焦距。
优选地，所述第二固定透镜群内包含一枚非球面透镜；和/或所述变焦透镜至少包含两枚非球面透镜。
本发明的目的之一还在于提供一种变焦镜头，所述变焦镜头由五个透镜群组成，所述变焦镜头从物面侧到像面侧依次包括：正光焦度的第一固定透镜群、负光焦度的变焦透镜群、光阑、正光焦度的第二固定透镜群、负光焦度的聚焦透镜群和正光焦度的第三固定透镜群，所述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；所述第一固定透镜群从物面侧到像面侧依次由负光焦度的第一透镜，正光焦度的第二透镜和正光焦度的第三透镜组成；其中，所述第一透镜和所述第二透镜胶合；所述变焦透镜群从物面侧到像面侧依次由负光焦度的第四透镜，负光焦度的第五透镜，正光焦度的第六透镜和负光焦度的第七透镜组成；所述第二固定透镜群由四枚透镜或五枚透镜或六枚透镜组成，所述第二固定透镜群从物面侧到像面侧依次包括两枚正光焦度的透镜，一枚负光焦度的透镜及一枚正光焦度的透镜，其中，所述第二固定透镜群中最靠近像面侧的一枚正光焦度的透镜和一枚负光焦度的透镜胶合；所述聚焦透镜群为负光焦度的透镜；所述第三固定透镜群从物面侧到像面侧依次由两枚正光焦度的透镜和一枚负光焦度的透镜组成；所述变焦镜头满足以下条件式：TTL＜110mm；fw＜12mm；ft＞36mm；其中，TTL为所述变焦镜头的光学总长，fw为变焦镜头在广角状态下的焦距，ft为变焦镜头在望远状态下的焦距。
与现有技术相比，本发明提供的一种小体积摄像装置和变焦镜头具有以下有益效果：
1、通过透镜组的设置，即可实现了五群结构两群变焦的摄像结构，能够增大变焦透镜群的变焦范围，继而增大摄像装置覆盖的焦段，增加了摄像装置的适用范围；
2、通过摄像装置内变焦镜头在望远状态下的焦距和广角状态下焦距的限定，摄像装置能够覆盖较大范围的常用焦段，增加了摄像装置的适用范围；
3、通过第一透镜的像面侧与所述光阑之间的距离与光学总长的限定，减小了摄像装置前端与后端比例差距过大的可能，减小了五个透镜群体积过大的可能，也减小了聚焦透镜群与变焦透镜群移动距离过大的可能，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摄像装置广角状态的结构示意图；
图2是本发明一种小体积摄像装置望远状态的结构示意图；
图3是本发明一种小体积摄像装置的各像差图；
图4是本发明另一种小体积摄像装置广角状态的结构示意图；
图5是本发明另一种小体积摄像装置望远状态的结构示意图；
图6是本发明另一种小体积摄像装置的各像差图；
图7是本发明又一种小体积摄像装置广角状态的结构示意图；
图8是本发明又一种小体积摄像装置望远状态的结构示意图；
图9是本发明又一种小体积摄像装置的各像差图。
附图标号说明：G1、第一固定透镜群；G2、变焦透镜群；G3、第二固定透镜群；G4、聚焦透镜群；G5、第三固定透镜群；G6、辅助组件；STO、光阑；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；FI、滤光片；CG、保护玻璃。
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和图2所示，图1为一种小体积摄像装置广角状态的结构示意图，图2为一种小体积摄像装置望远状态的结构示意图，一种小体积摄像装置，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变焦光学镜头的像侧面IMG上。
所述变焦镜头由五个透镜群组成。
所述变焦镜头从物面侧到像面侧依次包括：
正光焦度的第一固定透镜群G1、负光焦度的变焦透镜群G2、光阑STO、正光焦度的第二固定透镜群G3、负光焦度的聚焦透镜群G4和正光焦度的第三固定透镜群G5，所述变焦透镜群G2和聚焦透镜群G4沿所述变焦镜头的光轴方向移动。
所述第一固定透镜群G1从物面侧到像面侧依次由负光焦度的第一透镜L1，正光焦度的第二透镜L2和正光焦度的第三透镜L3组成；其中，所述第一透镜L1和所述第二透镜L2胶合。
所述变焦透镜群G2从物面侧到像面侧依次由负光焦度的第四透镜L4，负光焦度的第五透镜L5，正光焦度的第六透镜L6和负光焦度的第七透镜L7组成。
所述第二固定透镜群G3由四枚透镜或五枚透镜或六枚透镜组成，所述第二固定透镜群G3从物面侧到像面侧依次包括两枚正光焦度的透镜，一枚负光焦度的透镜及一枚正光焦度的透镜，其中，所述第二固定透镜群G3中最靠近像面侧的一枚正光焦度的透镜和一枚负光焦度的透镜胶合。
所述聚焦透镜群G4为负光焦度的透镜。
所述第三固定透镜群G5从物面侧到像面侧依次由两枚正光焦度的透镜和一枚负光焦度的透镜组成。
本实施例中，通过透镜组的设置，即可实现了五群结构两群变焦的摄像结构，能够增大变焦透镜群G2的变焦范围，继而增大摄像装置覆盖的焦段，增加了摄像装置的适用范围。
具体地，变焦镜头满足以下条件式：
TTL＜110mm；
fw＜12mm；
ft＞36mm；
其中，TTL为所述变焦镜头的光学总长，fw为变焦镜头在广角状态下的焦距，ft为变焦镜头在望远状态下的焦距。
本实施例中，通过摄像装置内变焦镜头在望远状态下的焦距和广角状态下焦距的限定，摄像装置能够覆盖较大范围的常用焦段，增加了摄像装置的适用范围。
同时通过摄像装置光学总长的限定，减小了摄像装置体积过大的可能，实现了摄像装置的小型化。
所述变焦镜头满足以下条件式：
0.45＜LR1S/TTL＜0.55；
其中，LR1S为第一透镜L1的像面侧与所述光阑STO之间的距离。
本实施例中，通过第一透镜L1的像面侧与所述光阑STO之间的距离与光学总长的限定，减小了摄像装置前端与后端比例差距过大的可能，减小了五个透镜群体积过大的可能，也减小了聚焦透镜群G4与变焦透镜群G2移动距离过大的可能，实现了摄像装置的小型化。
所述变焦透镜群G2满足以下条件式：
0.15＜XG2/ TTL＜0.22；
其中，XG2为所述变焦透镜群G2的移动距离。
通过适当大小的变焦透镜群G2的设置，保证了变焦透镜群G2的变焦能力，同时避免了变焦透镜群G2移动距离过大的可能，减小了摄像装置体积过大的可能，实现了摄像装置的小型化。
所述变焦透镜群G2满足以下条件式：
0.36＜XG4/XG2＜0.55；
其中，XG4为所述聚焦透镜群G4的移动距离。
通过较大的聚焦透镜群G4移动距离的设置，增加了聚焦透镜群G4对摄像装置的校正能力，有效地改善了摄像装置的场曲和像散。
所述变焦镜头满足以下条件式：
1.5＜fG1/ft＜1.8；
其中，fG1为所述第一固定透镜群G1的焦距；
和/或
所述变焦镜头满足以下条件式：
-0.45＜fG2/ft＜-0.3；
其中，fG2为所述变焦透镜群G2的焦距。
通过第一固定透镜群G1和/或变焦透镜群G2焦距的限定，有效地控制了摄像装置的倍率色差，同时也减小了摄像装置体积过大的可能。
所述变焦镜头满足以下条件式：
-5＜fG4/fw＜-3.5；
其中，fG4为所述聚焦透镜群G4的焦距；
和/或
所述变焦镜头满足以下条件式：
3＜fG5/fw＜4；
其中，fG5为所述第三固定透镜群G5的焦距。
通过聚焦透镜群G4和/或第三固定透镜群G5焦距的限定，有效地控制了摄像装置的场曲和后焦，也避免了倍率色差过差的可能；同时也减小了摄像装置体积过大的可能。
所述第三固定透镜群G5满足以下条件式：
-1.6＜fa/fw＜-1.3；
其中，fa为所述第三固定透镜群G5中负光焦度的透镜的焦距。
通过第三固定透镜群G5中负光焦度透镜的焦距的限定，有效地改善了摄像装置的场曲及像散，增加了摄像装置的成像质量。
优选地，第二固定透镜群G3内包含一枚非球面透镜；
和/或
所述变焦透镜至少包含两枚非球面透镜。
通过非球面透镜的设置，减小了摄像装置的像差和形变，增加了摄像装置的解像力，增加了摄像装置的成像质量。
实施例二：如图1至图3所示，图1为本实施例所描述的一种小体积摄像装置广角状态的结构示意图，图2为本实施例所描述的一种小体积摄像装置望远状态的结构示意图，图3为本实施例所描述的一种小体积摄像装置的各像差图，其中，图3中的左侧的附图为本实施例所描述的一种小体积摄像装置的球差图，图3中的中间的附图为本实施例所描述的一种小体积摄像装置的场曲图，图3中的右侧的附图为本实施例所描述的一种小体积摄像装置的畸变图。
如图1和图2所示，一种小体积摄像装置，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变焦光学镜头的像侧面IMG上。
所述变焦镜头由五个透镜群组成；
所述变焦镜头从物面侧到像面侧依次包括：
正光焦度的第一固定透镜群G1、负光焦度的变焦透镜群G2、光阑STO、正光焦度的第二固定透镜群G3、负光焦度的聚焦透镜群G4，正光焦度的第三固定透镜群G5和辅助组件G6，所述变焦透镜群G2和聚焦透镜群G4沿所述变焦镜头的光轴方向移动。
所述第一固定透镜群G1从物面侧到像面侧依次由负光焦度的第一透镜L1，正光焦度的第二透镜L2和正光焦度的第三透镜L3组成；其中，所述第一透镜L1和所述第二透镜L2胶合。
所述变焦透镜群G2从物面侧到像面侧依次由负光焦度的第四透镜L4，负光焦度的第五透镜L5，正光焦度的第六透镜L6和负光焦度的第七透镜L7组成。
所述第二固定透镜群G3由五枚透镜组成，所述第二固定透镜群G3从物面侧到像面侧依次包括正光焦度的第八透镜L8，负光焦度的第九透镜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。
所述聚焦透镜群G4为负光焦度的第十三透镜L13。
所述第三固定透镜群G5从物面侧到像面侧依次由正光焦度的第十四透镜L14，正光焦度的第十五透镜L15和负光焦度的第十六透镜L16组成。
辅助组件G6从物面侧到像面侧依次由滤光片FI和保护玻璃CG组成。
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，TTL=108.88mm，fw=11.5mm，ft=40mm，其中，TTL为所述变焦镜头的光学总长，fw为变焦镜头在广角状态下的焦距，ft为变焦镜头在望远状态下的焦距。
LR1S=56.43mm，LR1S/TTL=0.518；
其中，LR1S为第一透镜L1的像面侧与所述光阑STO之间的距离。
XG2=22.8mm，XG4=8.9mm；XG2/TTL=0.209，XG4/XG2=0.39；
其中，XG2为所述变焦透镜群G2的移动距离，XG4为所述聚焦透镜群G4的移动距离。
fG1=66mm，fG1/ft=1.65；fG2=-15mm，fG2/ft=-0.375；fG4=-48mm，fG4/fw=-4.17；fG5=45mm，fG5/fw=3.91；fa=f16=-18mm，fa/fw=-1.565；
其中，fG1为所述第一固定透镜群G1的焦距；fG2为所述变焦透镜群G2的焦距；fG4为所述聚焦透镜群G4的焦距；fG5为所述第三固定透镜群G5的焦距；fa为第十六透镜L16的焦距。
如图3所示，本实施例中，从左侧图示可知，RGB三色的收敛性较好，且与坐标轴之间的间距较小，因此，所描述的小体积摄像装置球差较好；从中部图示可知，场曲控制在较好的范围内；从右侧的图示可知，畸变的数值较小，满足了超高像质的要求。
实施例三：如图4至图6所示，图4为本实施例所描述的一种小体积摄像装置广角状态的结构示意图，图5为本实施例所描述的一种小体积摄像装置望远状态的结构示意图，图6为本实施例所描述的一种小体积摄像装置的各像差图，其中，图6中的左侧的附图为本实施例所描述的一种小体积摄像装置的球差图，图6中的中间的附图为本实施例所描述的一种小体积摄像装置的场曲图，图6中的右侧的附图为本实施例所描述的一种小体积摄像装置的畸变图。
如图5和图6所示，一种小体积摄像装置，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变焦光学镜头的像侧面IMG上。
所述变焦镜头由五个透镜群组成；
所述变焦镜头从物面侧到像面侧依次包括：
正光焦度的第一固定透镜群G1、负光焦度的变焦透镜群G2、光阑STO、正光焦度的第二固定透镜群G3、负光焦度的聚焦透镜群G4，正光焦度的第三固定透镜群G5和辅助组件G6，所述变焦透镜群G2和聚焦透镜群G4沿所述变焦镜头的光轴方向移动。
所述第一固定透镜群G1从物面侧到像面侧依次由负光焦度的第一透镜L1，正光焦度的第二透镜L2和正光焦度的第三透镜L3组成；其中，所述第一透镜L1和所述第二透镜L2胶合。
所述变焦透镜群G2从物面侧到像面侧依次由负光焦度的第四透镜L4，负光焦度的第五透镜L5，正光焦度的第六透镜L6和负光焦度的第七透镜L7组成。
所述第二固定透镜群G3由五枚透镜组成，所述第二固定透镜群G3从物面侧到像面侧依次包括正光焦度的第八透镜L8，正光焦度的第九透镜L9，负光焦度的第十透镜L10和正光焦度的第十一透镜L11，第十透镜L10和第十一透镜L11胶合。
所述聚焦透镜群G4为负光焦度的第十二透镜L12。
所述第三固定透镜群G5从物面侧到像面侧依次由正光焦度的第十三透镜L13，正光焦度的第十四透镜L14和负光焦度的第十五透镜L15组成。
辅助组件G6从物面侧到像面侧依次由滤光片FI和保护玻璃CG组成。
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，TTL=106.41mm，fw=11.9mm，ft=39mm，其中，TTL为所述变焦镜头的光学总长，fw为变焦镜头在广角状态下的焦距，ft为变焦镜头在望远状态下的焦距。
LR1S=55.35 mm，LR1S/TTL=0.52；
其中，LR1S为第一透镜L1的像面侧与所述光阑STO之间的距离。
XG2=21.78mm，XG4=9.17mm；XG2/TTL=0.205，XG4/XG2=0.421；
其中，XG2为所述变焦透镜群G2的移动距离，XG4为所述聚焦透镜群G4的移动距离。
fG1=64mm，fG1/ft=1.64；fG2=-14mm，fG2/ft=-0.36；fG4=-45.9mm，fG4/fw=-3.86；fG5=42.8mm，fG5/fw=3.6；fa=f15=-19mm，fa/fw=-1.6；
其中，fG1为所述第一固定透镜群G1的焦距；fG2为所述变焦透镜群G2的焦距；fG4为所述聚焦透镜群G4的焦距；fG5为所述第三固定透镜群G5的焦距；fa为第十五透镜L15的焦距。
如图6所示，本实施例中，从左侧图示可知，RGB三色的收敛性较好，且与坐标轴之间的间距较小，因此，所描述的小体积摄像装置球差较好；从中部图示可知，场曲控制在较好的范围内；从右侧的图示可知，畸变的数值较小，满足了超高像质的要求。
实施例四：如图7至图9所示，图7为本实施例所描述的一种小体积摄像装置广角状态的结构示意图，图8为本实施例所描述的一种小体积摄像装置望远状态的结构示意图，图9为本实施例所描述的一种小体积摄像装置的各像差图，其中，图9中的左侧的附图为本实施例所描述的一种小体积摄像装置的球差图，图9中的中间的附图为本实施例所描述的一种小体积摄像装置的场曲图，图9中的右侧的附图为本实施例所描述的一种小体积摄像装置的畸变图。
如图7和图8所示，一种小体积摄像装置，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变焦光学镜头的像侧面IMG上。
所述变焦镜头由五个透镜群组成；
所述变焦镜头从物面侧到像面侧依次包括：
正光焦度的第一固定透镜群G1、负光焦度的变焦透镜群G2、光阑STO、正光焦度的第二固定透镜群G3、负光焦度的聚焦透镜群G4，正光焦度的第三固定透镜群G5和辅助组件G6，所述变焦透镜群G2和聚焦透镜群G4沿所述变焦镜头的光轴方向移动。
所述第一固定透镜群G1从物面侧到像面侧依次由负光焦度的第一透镜L1，正光焦度的第二透镜L2和正光焦度的第三透镜L3组成；其中，所述第一透镜L1和所述第二透镜L2胶合。
所述变焦透镜群G2从物面侧到像面侧依次由负光焦度的第四透镜L4，负光焦度的第五透镜L5，正光焦度的第六透镜L6和负光焦度的第七透镜L7组成；
所述第二固定透镜群G3由六枚透镜组成，所述第二固定透镜群G3从物面侧到像面侧依次包括正光焦度的第八透镜L8，负光焦度的第九透镜L9，正光焦度的第十透镜L10，正光焦度的第十一透镜L11，负光焦度的第十二透镜L12和正光焦度的第十三透镜L13，第九透镜L9和第十透镜L10胶合，第十二透镜L12和第十三透镜L13胶合。
所述聚焦透镜群G4为负光焦度的第十四透镜L14。
所述第三固定透镜群G5从物面侧到像面侧依次由正光焦度的第十五透镜L15，正光焦度的第十六透镜L16和负光焦度的第十七透镜L17组成。
辅助组件G6从物面侧到像面侧依次由滤光片FI和保护玻璃CG组成。
将本实施例的变焦镜头的基本透镜数据示于表7中，将表7中的可变参数示于表8，将非球面系数示于表9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8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9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，TTL=109.03mm，fw=10mm，ft=40mm，其中，TTL为所述变焦镜头的光学总长，fw为变焦镜头在广角状态下的焦距，ft为变焦镜头在望远状态下的焦距。
LR1S=52.57 mm，LR1S/TTL=0.482；
其中，LR1S为第一透镜L1的像面侧与所述光阑STO之间的距离。
XG2=18.2mm，XG4=9.1mm；XG2/TTL=0.167，XG4/XG2=0.5；
其中，XG2为所述变焦透镜群G2的移动距离，XG4为所述聚焦透镜群G4的移动距离。
fG1=59mm，fG1/ft=1.475；fG2=-13mm，fG2/ft=-0.325；fG4=-46mm，fG4/fw=-4.6；fG5=37mm，fG5/fw=3.7；fa=f17=-14mm，fa/fw=-1.4；
其中，fG1为所述第一固定透镜群G1的焦距；fG2为所述变焦透镜群G2的焦距；fG4为所述聚焦透镜群G4的焦距；fG5为所述第三固定透镜群G5的焦距；fa为第十七透镜L17的焦距。
如图9所示，本实施例中，从左侧图示可知，RGB三色的收敛性较好，且与坐标轴之间的间距较小，因此，所描述的小体积摄像装置球差较好；从中部图示可知，场曲控制在较好的范围内；从右侧的图示可知，畸变的数值较小，满足了超高像质的要求。
实施例五：如图1至图9所示，一种变焦镜头，变焦镜头由五个透镜群组成，所述变焦镜头从物面侧到像面侧依次包括：
正光焦度的第一固定透镜群G1、负光焦度的变焦透镜群G2、光阑STO、正光焦度的第二固定透镜群G3、负光焦度的聚焦透镜群G4和正光焦度的第三固定透镜群G5，所述变焦透镜群G2和聚焦透镜群G4沿所述变焦镜头的光轴方向移动。
所述第一固定透镜群G1从物面侧到像面侧依次由负光焦度的第一透镜L1，正光焦度的第二透镜L2和正光焦度的第三透镜L3组成；其中，所述第一透镜L1和所述第二透镜L2胶合。
所述变焦透镜群G2从物面侧到像面侧依次由负光焦度的第四透镜L4，负光焦度的第五透镜L5，正光焦度的第六透镜L6和负光焦度的第七透镜L7组成。
所述第二固定透镜群G3由四枚透镜或五枚透镜或六枚透镜组成，所述第二固定透镜群G3从物面侧到像面侧依次包括两枚正光焦度的透镜，一枚负光焦度的透镜及一枚正光焦度的透镜，其中，所述第二固定透镜群G3中最靠近像面侧的一枚正光焦度的透镜和一枚负光焦度的透镜胶合。
所述聚焦透镜群G4为负光焦度的透镜。
所述第三固定透镜群G5从物面侧到像面侧依次由两枚正光焦度的透镜和一枚负光焦度的透镜组成。
本实施例中，通过透镜组的设置，即可实现了五群结构两群变焦的摄像结构，能够增大变焦透镜群G2的变焦范围，继而增大摄像装置覆盖的焦段，增加了摄像装置的适用范围。
变焦镜头满足以下条件式：
TTL＜110mm；
fw＜12mm；
ft＞36mm；
其中，TTL为所述变焦镜头的光学总长，fw为变焦镜头在广角状态下的焦距，ft为变焦镜头在望远状态下的焦距。
本实施例中，通过摄像装置内变焦镜头在望远状态下的焦距和广角状态下焦距的限定，摄像装置能够覆盖较大范围的常用焦段，增加了摄像装置的适用范围。
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 (9)
1.一种小体积摄像装置，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；
所述变焦镜头由五个透镜群组成；
所述变焦镜头从物面侧到像面侧依次包括：
正光焦度的第一固定透镜群、负光焦度的变焦透镜群、光阑、正光焦度的第二固定透镜群、负光焦度的聚焦透镜群和正光焦度的第三固定透镜群，所述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；
所述第一固定透镜群从物面侧到像面侧依次由负光焦度的第一透镜，正光焦度的第二透镜和正光焦度的第三透镜组成；其中，所述第一透镜和所述第二透镜胶合；
所述变焦透镜群从物面侧到像面侧依次由负光焦度的第四透镜，负光焦度的第五透镜，正光焦度的第六透镜和负光焦度的第七透镜组成；
所述第二固定透镜群由四枚透镜或五枚透镜或六枚透镜组成，所述第二固定透镜群从物面侧到像面侧依次包括两枚正光焦度的透镜，一枚负光焦度的透镜及一枚正光焦度的透镜，其中，所述第二固定透镜群中最靠近像面侧的一枚正光焦度的透镜和一枚负光焦度的透镜胶合；
所述聚焦透镜群为一枚负光焦度的透镜；
所述第三固定透镜群从物面侧到像面侧依次由两枚正光焦度的透镜和一枚负光焦度的透镜组成；
所述变焦镜头满足以下条件式：
TTL＜110mm；
fw＜12mm；
ft＞36mm；
其中，TTL为所述变焦镜头的光学总长，fw为变焦镜头在广角状态下的焦距，ft为变焦镜头在望远状态下的焦距。
2.根据权利要求1所述的一种小体积摄像装置，其特征在于：
所述变焦镜头满足以下条件式：
0.45＜LR1S/TTL＜0.55；
其中，LR1S为第一透镜的像面侧与所述光阑之间的距离。
3.根据权利要求1或2所述的一种小体积摄像装置，其特征在于：
所述变焦透镜群满足以下条件式：
0.15＜XG2/ TTL＜0.22；
其中，XG2为所述变焦透镜群的移动距离。
4.根据权利要求3所述的一种小体积摄像装置，其特征在于：
所述变焦透镜群满足以下条件式：
0.36＜XG4/XG2＜0.55；
其中，XG4为所述聚焦透镜群的移动距离。
5.根据权利要求1所述的一种小体积摄像装置，其特征在于：
所述变焦镜头满足以下条件式：
1.5＜fG1/ft＜1.8；
其中，fG1为所述第一固定透镜群的焦距；
和/或
所述变焦镜头满足以下条件式：
-0.45＜fG2/ft＜-0.3；
其中，fG2为所述变焦透镜群的焦距。
6.根据权利要求1所述的一种小体积摄像装置，其特征在于：
所述变焦镜头满足以下条件式：
-5＜fG4/fw＜-3.5；
其中，fG4为所述聚焦透镜群的焦距；
和/或
所述变焦镜头满足以下条件式：
3＜fG5/fw＜4；
其中，fG5为所述第三固定透镜群的焦距。
7.根据权利要求1或6所述的一种小体积摄像装置，其特征在于：
所述第三固定透镜群满足以下条件式：
-1.6＜fa/fw＜-1.3；
其中，fa为所述第三固定透镜群中负光焦度的透镜的焦距。
8.根据权利要求1所述的一种小体积摄像装置，其特征在于：
所述第二固定透镜群内包含一枚非球面透镜；
和/或
所述变焦透镜群至少包含两枚非球面透镜。
9.一种变焦镜头，所述变焦镜头由五个透镜群组成，其特征在于：
所述变焦镜头从物面侧到像面侧依次包括：
正光焦度的第一固定透镜群、负光焦度的变焦透镜群、光阑、正光焦度的第二固定透镜群、负光焦度的聚焦透镜群和正光焦度的第三固定透镜群，所述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；
所述第一固定透镜群从物面侧到像面侧依次由负光焦度的第一透镜，正光焦度的第二透镜和正光焦度的第三透镜组成；其中，所述第一透镜和所述第二透镜胶合；
所述变焦透镜群从物面侧到像面侧依次由负光焦度的第四透镜，负光焦度的第五透镜，正光焦度的第六透镜和负光焦度的第七透镜组成；
所述第二固定透镜群由四枚透镜或五枚透镜或六枚透镜组成，所述第二固定透镜群从物面侧到像面侧依次包括两枚正光焦度的透镜，一枚负光焦度的透镜及一枚正光焦度的透镜，其中，所述第二固定透镜群中最靠近像面侧的一枚正光焦度的透镜和一枚负光焦度的透镜胶合；
所述聚焦透镜群为一枚负光焦度的透镜；
所述第三固定透镜群从物面侧到像面侧依次由两枚正光焦度的透镜和一枚负光焦度的透镜组成；
所述变焦镜头满足以下条件式：
TTL＜110mm；
fw＜12mm；
ft＞36mm；
其中，TTL为所述变焦镜头的光学总长，fw为变焦镜头在广角状态下的焦距，ft为变焦镜头在望远状态下的焦距。
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