CN113156633A - 一种变焦镜头组 - Google Patents

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戴付建
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Abstract

本发明公开了一种变焦镜头组，沿着光轴由物侧至像侧包括三个部分：第一部分前固定组G1，第一部分前固定组G1包括第一透镜和第二透镜；第二部分变倍组G2，第二部分变倍组G2包括光阑，具有正光焦度的第三透镜，具有负光焦度的第四透镜以及第五透镜；第三部分补偿组G3，第三部分补偿组G3包括第六透镜和第七透镜；各透镜之间均互不粘连；补偿组G3随变倍组G2沿光轴方向移动；其中，第一透镜物侧面的曲率半径R1与第一透镜的有效焦距f1满足：4.0<|R1/f1|<6.0；变焦镜头组不同变焦倍数下的最大视场角FOVw满足：20°<|FOVw|<36°。本发明提供的变焦镜头组由三个透镜组组成，三个透镜组包括七片透镜，通过透镜组的移动实现连续变焦功能，变焦过程中成像质量良好。

Description

一种变焦镜头组
技术领域
本发明属于光学成像领域，尤其涉及一种包括七片透镜的变焦镜头组。
背景技术
随着智能手机的快速发展，对具有良好成像性能的手机镜头的需求与日俱增，只能实现几个特定焦距值变化的手机镜头已不能满足人们的需求，为了能让使用者拥有更佳的拍照体验，手机镜头需要具有焦距连续变化的特点，因此，需要一种具有连续变焦功能的手机镜头。特别地，需要一种采用非球面的七片式变焦镜头，通过透镜组的移动实现连续变焦功能，变焦过程中成像质量良好。
发明内容
本发明旨在提供一种由三个透镜组组成的变焦镜头组，三个透镜组包括七片透镜，通过透镜组的移动实现连续变焦功能，变焦过程中成像质量良好。
本发明的一个方面提供一种变焦镜头组，该变焦镜头组沿着光轴由物侧至像侧包括三个部分：第一部分前固定组G1，第一部分前固定组G1包括第一透镜和第二透镜；第二部分变倍组G2，第二部分变倍组G2包括光阑，具有正光焦度的第三透镜，具有负光焦度的第四透镜以及第五透镜；第三部分补偿组G3，第三部分补偿组G3包括第六透镜和第七透镜。
其中，各透镜之间均互不粘连；补偿组G3随变倍组G2沿光轴方向移动；变焦镜头组不同变焦倍数下的最大视场角FOVw满足：20°<|FOVw|<36°。
根据本发明的一个实施方式，第一透镜物侧面的曲率半径R1与第一透镜的有效焦距f1满足：4.0<|R1/f1|<6.0。
根据本发明的一个实施方式，第一透镜像侧面的曲率半径R2与第二透镜物侧面的曲率半径R3满足：1.0<R2/R3<1.5。
根据本发明的一个实施方式，第二透镜的有效焦距f2与第二透镜像侧面的曲率半径R4满足：4.0<f2/R4<6.0。
根据本发明的一个实施方式，变焦镜头组不同变焦倍数下的总焦距fw与不同变焦倍数下的入瞳直径EPDw满足：2.5<fw/EPDw<4.0。
根据本发明的一个实施方式，第三透镜的有效焦距f3与第三透镜物侧面的曲率半径R5满足：1.0<f3/R5<2.1。
根据本发明的一个实施方式，第四透镜物侧面的曲率半径R7与第四透镜的有效焦距f4满足：1.0<|R7/f4|<4.0。
根据本发明的一个实施方式，第五透镜物侧面的曲率半径R9与第四透镜像侧面的曲率半径R8满足：1.0<R9/R8<1.5。
根据本发明的一个实施方式，第五透镜像侧面的曲率半径R10与第五透镜的有效焦距f5满足：-3.5<R10/f5<-1.5。
根据本发明的一个实施方式，第七透镜像侧面的最大有效半径DT72与第六透镜物侧面的最大有效半径DT61满足：1.0<DT72/DT61<1.5。
根据本发明的一个实施方式，第三透镜在光轴上的中心厚度CT3与第一透镜在光轴上的中心厚度CT1满足：2.5<CT3/CT1<4.0。
根据本发明的一个实施方式，第五透镜在光轴上的中心厚度CT5与第四透镜在光轴上的中心厚度CT4满足：1.5<CT5/CT4<4.0。
根据本发明的一个实施方式，第七透镜在光轴上的中心厚度CT7与第二透镜在光轴上的中心厚度CT2满足的条件式为：1.0<CT7/CT2<2.5。
根据本发明的一个实施方式，不同变焦倍数下第二透镜和光阑在光轴上的空气间隔D1与不同变焦倍数下第五透镜和第六透镜在光轴上的空气间隔D2满足的条件式为：0≤D1/D2<2.0。
根据本发明的一个实施方式，变焦镜头组不同变焦倍数下的总焦距fw、不同变焦倍数下第七透镜和滤波片在光轴上的空气间隔D3以及变焦镜头组不同变焦倍数下的最大视场角一半HFOVw满足的条件式为：0.5<fw/D3×Tan(HFOVw)≤4.0。
本发明的另一个方面提供一种变焦镜头组，该变焦镜头组沿着光轴由物侧至像侧包括三个部分：第一部分前固定组G1，第一部分前固定组G1包括第一透镜和第二透镜；第二部分变倍组G2，第二部分变倍组G2包括光阑，具有正光焦度的第三透镜，具有负光焦度的第四透镜以及第五透镜；第三部分补偿组G3，第三部分补偿组包括第六透镜和第七透镜。
其中，各透镜之间均互不粘连；补偿组G3随变倍组G2沿光轴方向移动；第一透镜物侧面的曲率半径R1与第一透镜的有效焦距f1满足：4.0<|R1/f1|<6.0。
本发明的有益效果：
本发明提供的变焦镜头组包括多个透镜组，如第一透镜组至第三透镜组。本发明的变焦镜头组由三个透镜组组成，三个透镜组包括七片透镜，通过透镜组的移动实现连续变焦功能，变焦过程中成像质量良好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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。
图1为本发明变焦镜头组实施例1的3倍变焦位置结构示意图；
图2为本发明变焦镜头组实施例1的4倍变焦位置结构示意图；
图3为本发明变焦镜头组实施例1的5倍变焦位置结构示意图；
图4a至图4d分别为本发明实施例1的变焦镜头组3倍变焦位置的轴上色差曲线、象散曲线、畸变曲线以及倍率色差曲线；
图5a至图5d分别为本发明实施例1的变焦镜头组4倍变焦位置的轴上色差曲线、象散曲线、畸变曲线以及倍率色差曲线；
图6a至图6d分别为本发明实施例1的变焦镜头组5倍变焦位置的轴上色差曲线、象散曲线、畸变曲线以及倍率色差曲线；
图7为本发明变焦镜头组实施例2的3倍变焦位置结构示意图；
图8为本发明变焦镜头组实施例2的4倍变焦位置结构示意图；
图9为本发明变焦镜头组实施例2的5倍变焦位置结构示意图；
图10a至图10d分别为本发明实施例2的变焦镜头组3倍变焦位置的轴上色差曲线、象散曲线、畸变曲线以及倍率色差曲线；
图11a至图11d分别为本发明实施例2的变焦镜头组4倍变焦位置的轴上色差曲线、象散曲线、畸变曲线以及倍率色差曲线；
图12a至图12d分别为本发明实施例2的变焦镜头组5倍变焦位置的轴上色差曲线、象散曲线、畸变曲线以及倍率色差曲线；
图13为本发明变焦镜头组实施例3的3倍变焦位置结构示意图；
图14为本发明变焦镜头组实施例3的4倍变焦位置结构示意图；
图15为本发明变焦镜头组实施例3的5倍变焦位置结构示意图；
图16a至图16d分别为本发明实施例3的变焦镜头组3倍变焦位置的轴上色差曲线、象散曲线、畸变曲线以及倍率色差曲线；
图17a至图17d分别为本发明实施例3的变焦镜头组4倍变焦位置的轴上色差曲线、象散曲线、畸变曲线以及倍率色差曲线；
图18a至图18d分别为本发明实施例3的变焦镜头组5倍变焦位置的轴上色差曲线、象散曲线、畸变曲线以及倍率色差曲线；
图19为本发明变焦镜头组实施例4的3倍变焦位置结构示意图；
图20为本发明变焦镜头组实施例4的4位置结构示意图；
图21为本发明变焦镜头组实施例4的5倍变焦位置结构示意图；
图22a至图22d分别为本发明实施例4的变焦镜头组3倍变焦位置的轴上色差曲线、象散曲线、畸变曲线以及倍率色差曲线；
图23a至图23d分别为本发明实施例4的变焦镜头组4倍变焦位置的轴上色差曲线、象散曲线、畸变曲线以及倍率色差曲线；
图24a至图24d分别为本发明实施例4的变焦镜头组5倍变焦位置的轴上色差曲线、象散曲线、畸变曲线以及倍率色差曲线；
图25为本发明变焦镜头组实施例5的3倍变焦位置结构示意图；
图26为本发明变焦镜头组实施例5的4倍变焦位置结构示意图；
图27为本发明变焦镜头组实施例5的5倍变焦位置结构示意图；
图28a至图28d分别为本发明实施例5的变焦镜头组3倍变焦位置的轴上色差曲线、象散曲线、畸变曲线以及倍率色差曲线；
图29a至图29d分别为本发明实施例5的变焦镜头组4倍变焦位置的轴上色差曲线、象散曲线、畸变曲线以及倍率色差曲线；
图30a至图30d分别为本发明实施例5的变焦镜头组5倍变焦位置的轴上色差曲线、象散曲线、畸变曲线以及倍率色差曲线。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
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，在不背离本发明的教导的情况下，下文中讨论的第一透镜也可被称作第二透镜或第三透镜。
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。
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。
在本发明的描述中，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。
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于形式化的解释，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，本发明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对本发明的特征、原理和其他方面进行详细描述。
示例性实施方式
本发明示例性实施方式的变焦镜头组包括三个透镜组，沿光轴由物侧至像侧依序包括：第一部分前固定组G1、第二部分变倍组G2以及第三部分补偿组G3。
在本示例性实施方式中，第一部分前固定组G1包括第一透镜和第二透镜；第二部分变倍组G2包括光阑、第三透镜、第四透镜以及第五透镜；第三部分补偿组G3包括第六透镜和第七透镜。
在本示例性实施方式中，第一透镜可具有正光焦度或负光焦度；第二透镜可具有正光焦度或负光焦度；第三透镜具有正光焦度；第四透镜具有负光焦度；第五透镜可具有正光焦度或负光焦度；第六透镜可具有正光焦度或负光焦度；第七透镜可具有正光焦度或负光焦度。
在本示例性实施方式中，第一透镜物侧面的曲率半径R1与第一透镜的有效焦距f1满足的条件式为：4.0<|R1/f1|<6.0。通过约束第一透镜物侧面的曲率半径和第一透镜的有效焦距，能够控制光线在第一透镜的偏转角度，有利于降低系统的敏感性。更具体的，在3倍变焦，R1与f1满足：4.4<|R1/f1|<6.0，例如，4.49≤|R1/f1|≤5.99；在4倍变焦，R1与f1满足：4.4<|R1/f1|<6.0，例如，4.49≤|R1/f1|≤5.99；在5倍变焦，R1与f1满足：4.4<|R1/f1|<6.0，例如，4.49≤|R1/f1|≤5.99。
在本示例性实施方式中，变焦镜头组不同变焦倍数下的最大视场角FOVw满足的条件式为：20°<|FOVw|<36°。合理控制变焦镜头的视场角范围，使变焦镜头具有较好的平衡像差的能力，且能合理控制主光线偏转角度，提高与芯片的匹配程度。更具体的，在3倍变焦，FOVw满足：33°<|FOVw|<35.5°，例如，33.9°≤|FOVw|≤35.4°；在4倍变焦，FOVw满足：25°<|FOVw|<27°，例如，25.6°≤|FOVw|≤26.5°；在5倍变焦，FOVw满足：20.3°<|FOVw|<22°，例如，20.4°≤|FOVw|≤21.1°。
在本示例性实施方式中，第一透镜像侧面的曲率半径R2与第二透镜物侧面的曲率半径R3满足的条件式为：1.0<R2/R3<1.5。通过控制第一透镜像侧面和第二透镜物侧面的曲率半径，使光学成像镜头具备较强的平衡像散的能力，合理控制主光线偏转角度。更具体的，在3倍变焦，满足：1.0<R2/R3<1.3，例如，1.01≤R2/R3≤1.23；在4倍变焦，满足：1.0<R2/R3<1.3，例如，1.01≤R2/R3≤1.23；在5倍变焦，满足：1.0<R2/R3<1.3，例如，1.01≤R2/R3≤1.23。
在本示例性实施方式中，第二透镜的有效焦距f2与第二透镜像侧面的曲率半径R4满足的条件式为：4.0<f2/R4<6.0。通过约束第二透镜的有效焦距和第二透镜像侧面的曲率半径，有利于利于校正像差，使镜头具有良好的成像质量。更具体的，在3倍变焦，满足：4.4<f2/R4<5.8，例如，4.50≤f2/R4≤5.78；在4倍变焦，满足：4.4<f2/R4<5.8，例如，4.50≤f2/R4≤5.78；在5倍变焦，满足：4.4<f2/R4<5.8，例如，4.50≤f2/R4≤5.78。
在本示例性实施方式中，变焦镜头组不同变焦倍数下的总焦距fw与不同变焦倍数下的入瞳直径EPDw满足的条件式为：2.5<fw/EPDw<4.0。变焦镜头具有不同大小光圈的特点，通过约束不同变焦倍数下的总焦距与入瞳直径的比值，可以增加系统的光通量，增强暗环境下的成像效果，同时可以减小边缘视场的像差。更具体的，在3倍变焦，满足：2.8<fw/EPDw<2.9，例如，2.82≤fw/EPDw≤2.85；在4倍变焦，满足：3.3<fw/EPDw<3.45，例如，3.39≤fw/EPDw≤3.41；在5倍变焦，满足：3.8<fw/EPDw<3.9，例如，3.87≤fw/EPDw≤3.89。
在本示例性实施方式中，第三透镜的有效焦距f3与第三透镜物侧面的曲率半径R5满足的条件式为：1.0<f3/R5<2.1。通过约束第三透镜的有效焦距和第三透镜物侧面的曲率半径，使光学成像镜头具有较好的平衡色差和畸变的能力。更具体的，在3倍变焦，满足：1.4<f3/R5<2.05，例如，1.49≤f3/R5≤2.00；在4倍变焦，满足：1.4<f3/R5<2.05，例如，1.49≤f3/R5≤2.00；在5倍变焦，满足：1.4<f3/R5<2.05，例如，1.49≤f3/R5≤2.00。
在本示例性实施方式中，第四透镜物侧面的曲率半径R7与第四透镜的有效焦距f4满足的条件式为：1.0<|R7/f4|<4.0。合理控制第四透镜物侧面的曲率半径和第四透镜的有效焦距，使系统具有较小的球差，使镜头具有良好的成像质量。更具体的，在3倍变焦，满足：1.4<|R7/f4|<3.98，例如，1.43≤|R7/f4|≤3.97；在4倍变焦，满足：1.4<|R7/f4|<3.98，例如，1.43≤|R7/f4|≤3.97；在5倍变焦，满足：1.4<|R7/f4|<3.98，例如，1.43≤|R7/f4|≤3.97。
在本示例性实施方式中，第五透镜物侧面的曲率半径R9与第四透镜像侧面的曲率半径R8满足的条件式为：1.0<R9/R8<1.5。通过约束第四透镜像侧面的曲率半径与第五透镜物侧面的曲率半径，可以有效控制光束在变倍组G2的折射角度，使变倍组G2在改变镜头放大倍率的同时，有效的降低系统的敏感性。更具体的，在3倍变焦，满足：1.0<R9/R8<1.5，例如，1.02≤R9/R8≤1.49；在4倍变焦，满足：1.0<R9/R8<1.5，例如，1.02≤R9/R8≤1.49；在5倍变焦，满足：1.0<R9/R8<1.5，例如，1.02≤R9/R8≤1.49。
在本示例性实施方式中，第五透镜像侧面的曲率半径R10与第五透镜的有效焦距f5满足的条件式为：-3.5<R10/f5<-1.5。通过约束第五透镜像侧面的曲率半径和第五透镜的有效焦距，可以有效的控制光线在第五透镜的偏转角度，实现系统良好的加工特性。更具体的，在3倍变焦，满足：-3.48<R10/f5<-1.55，例如，-3.47≤R10/f5≤-1.56；在4倍变焦，满足：-3.48<R10/f5<-1.55，例如，-3.47≤R10/f5≤-1.56；在5倍变焦，满足：-3.48<R10/f5<-1.55，例如，-3.47≤R10/f5≤-1.56。
在本示例性实施方式中，第七透镜像侧面的最大有效半径DT72与第六透镜物侧面的最大有效半径DT61满足的条件式为：1.0<DT72/DT61<1.5。通过约束第七透镜像侧面和第六透镜物侧面的最大有效半径，可以有效的控制光束在补偿组G3的折射角度，使镜头实现良好的变焦特性。更具体的，在3倍变焦，满足：1.02<DT72/DT61<1.3，例如，1.03≤DT72/DT61≤1.22；在4倍变焦，满足：1.02<DT72/DT61<1.3，例如，1.03≤DT72/DT61≤1.22；在5倍变焦，满足：1.02<DT72/DT61<1.3，例如，1.03≤DT72/DT61≤1.22。
在本示例性实施方式中，第三透镜在光轴上的中心厚度CT3与第一透镜在光轴上的中心厚度CT1满足的条件式为：2.5<CT3/CT1<4.0。合理控制第一透镜和第三透镜在光轴上的中心厚度的比值，使透镜表面变化自由度更高，以此来提升光学成像镜头校正像散和场曲的能力。更具体的，在3倍变焦，满足：2.8<CT3/CT1<3.9，例如，2.90≤CT3/CT1≤3.85；在4倍变焦，满足：2.8<CT3/CT1<3.9，例如，2.90≤CT3/CT1≤3.85；在5倍变焦，满足：2.8<CT3/CT1<3.9，例如，2.90≤CT3/CT1≤3.85。
在本示例性实施方式中，第五透镜在光轴上的中心厚度CT5与第四透镜在光轴上的中心厚度CT4满足的条件式为：1.5<CT5/CT4<4.0。合理控制第四透镜和第五透镜在光轴上的中心厚度的比值，有效压缩了系统尺寸，避免光学成像镜头镜片组的体积过大。更具体的，在3倍变焦，满足：1.55<CT5/CT4<3.7，例如，1.60≤CT5/CT4≤3.67；在4倍变焦，满足：1.55<CT5/CT4<3.7，例如，1.60≤CT5/CT4≤3.67；在5倍变焦，满足：1.55<CT5/CT4<3.7，例如，1.60≤CT5/CT4≤3.67。
在本示例性实施方式中，第七透镜在光轴上的中心厚度CT7与第二透镜在光轴上的中心厚度CT2满足的条件式为：1.0<CT7/CT2<2.5。通过控制第二透镜和第七透镜在光轴上的中心厚度，可以使系统具有较小的场曲。更具体的，在3倍变焦，满足：1.3<CT7/CT2<2.2，例如，1.34≤CT7/CT2≤2.13；在4倍变焦，满足：1.3<CT7/CT2<2.2，例如，1.34≤CT7/CT2≤2.13；在5倍变焦，满足：1.3<CT7/CT2<2.2，例如，1.34≤CT7/CT2≤2.13。
在本示例性实施方式中，不同变焦倍数下第二透镜和光阑在光轴上的空气间隔D1与不同变焦倍数下第五透镜和第六透镜在光轴上的空气间隔D2满足的条件式为：0≤D1/D2<2.0。通过约束不同变焦倍数下，第二透镜和光阑在光轴上的空气间隔与第五透镜和第六透镜在光轴上的空气间隔的比值，能够合理控制变倍组G2与补偿组G3的行程差，有利于变焦过程的实现。更具体的，在3倍变焦，满足：1.7<D1/D2<1.9，例如，1.72≤D1/D2≤1.8；在4倍变焦，满足：1.1<D1/D2<1.4，例如，1.15≤D1/D2≤1.35；在5倍变焦，满足：0.2<D1/D2<0.5，例如，0.27≤D1/D2≤0.4。
在本示例性实施方式中，变焦镜头组不同变焦倍数下的总焦距fw、不同变焦倍数下第七透镜和滤波片在光轴上的空气间隔D3以及变焦镜头组不同变焦倍数下的最大视场角一半HFOVw满足的条件式为：0.5<fw/D3×Tan(HFOVw)≤4.0。合理控制变焦镜头组不同变焦倍数下的总焦距，第七透镜和滤波片在光轴上的空气间隔与不同变焦倍数下的最大视场角一半，有利于实现焦距连续变化的特点，可以有效减小镜头的像差，使镜头在变焦过程中保持良好的成像质量。更具体的，在3倍变焦，满足：3.8<fw/D3×Tan(HFOVw)<3.95，例如，3.86≤fw/D3×Tan(HFOVw≤3.92；在4倍变焦，满足：0.8<fw/D3×Tan(HFOVw)<1.2，例如，1.0≤fw/D3×Tan(HFOVw)≤1.11；在5倍变焦，满足：0.6<fw/D3×Tan(HFOVw)<0.8，例如，0.66≤fw/D3×Tan(HFOVw)≤0.71。
在本示例性实施方式中，上述变焦镜头组还可包括光阑。光阑可根据需要设置在适当位置处，例如，光阑可设置在物侧与第一透镜之间。可选地，上述变焦镜头组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。
根据本发明的上述实施方式的变焦镜头组可采用多片镜片，例如上述的七片。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，使得变焦镜头组具有较大的成像像面，具有成像范围广和成像质量高的特点，并保证了手机的超薄性。
在示例性实施方式中，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片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组的透镜数量，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，但是该变焦镜头组不限于包括七个透镜，如果需要，该变焦镜头组还可包括其它数量的透镜。
下面参照附图进一步描述适用于上述实施例的变焦镜头组的具体实施例。
具体实施例1
图1为本发明变焦镜头组实施例1的3倍变焦位置结构示意图，图2为本发明变焦镜头组实施例1的4倍变焦位置结构示意图，图3为本发明变焦镜头组实施例1的5倍变焦位置结构示意图。
如图1至图3所示，变焦镜头组沿光轴由物侧至像侧依序包括：前固定组G1、变倍组G2、补偿组G3、滤光片E8和成像面S17。其中，前固定组G1包括第一透镜E1和第二透镜E2，变倍组G2包括光阑、第三透镜E3、第四透镜E4和第五透镜E5，补偿组G3包括第六透镜E6和第七透镜E7。
第一透镜E1具有负光焦度，其物侧面S1为凸面，像侧面S2为凹面。第二透镜E2具有正光焦度，其物侧面S3为凸面，像侧面S4为凹面。第三透镜E3具有正光焦度，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为凸面，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具有正光焦度，其物侧面S11为凹面，像侧面S12为凸面。第七透镜E7具有负光焦度，其物侧面S13为凹面，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表面S1至S16的各表面并最终成像在成像面S17上。
如表1所示，为实施例1的变焦镜头组的结构参数表，其中，曲率半径、厚度的单位均为毫米(mm)。
Figure BDA0003068610650000091
Figure BDA0003068610650000101
表1
如表2所示，在实施例1中，变焦镜头组不同变焦倍数下的总焦距为fw、数值孔径为Fnow、变焦镜头组不同变焦倍数下的最大视场角FOVw，不同变焦倍数下第二透镜和光阑在光轴上的空气间隔为D1，不同变焦倍数下第五透镜和第六透镜在光轴上的空气间隔为D2以及不同变焦倍数下第七透镜和滤波片在光轴上的空气间隔为D3。
Figure BDA0003068610650000102
表2如表3所示，实施例1在各条件式的具体取值均满足条件式的关系。
条件式/变焦倍数 3X 4X 5X
|R1/f1| 5.99 5.99 5.99
|FOV<sub>w</sub>|(°) 34.4 26.0 20.8
R2/R3 1.10 1.10 1.10
f2/R4 5.41 5.41 5.41
f<sub>w</sub>/EPD<sub>w</sub> 2.85 3.41 3.88
f3/R5 2.00 2.00 2.00
|R7/f4| 1.43 1.43 1.43
R9/R8 1.24 1.24 1.24
R10/f5 -3.28 -3.28 -3.28
DT72/DT61 1.19 1.19 1.19
CT3/CT1 3.53 3.53 3.53
CT5/CT4 3.67 3.67 3.67
CT7/CT2 2.08 2.08 2.08
D1/D2 1.77 1.17 0.35
f<sub>w</sub>/D3×Tan(HFOV<sub>w</sub>) 3.92 1.03 0.66
表3
实施例1中的变焦镜头组满足：
在3倍变焦，|R1/f1|＝5.99，在4倍变焦，|R1/f1|＝5.99，在5倍变焦，|R1/f1|＝5.99，其中，R1为第一透镜物侧面的曲率半径，f1为第一透镜的有效焦距；
在3倍变焦，|FOVw|＝34.1°，在4倍变焦，|FOVw|＝26.0°，在5倍变焦，|FOVw|＝20.8°，其中，FOVw为变焦镜头组不同变焦倍数下的最大视场角；
在3倍变焦，R2/R3＝1.10，在4倍变焦，R2/R3＝1.10，在5倍变焦，R2/R3＝1.10，其中，R2为第一透镜像侧面的曲率半径，R3为第二透镜物侧面的曲率半径；
在3倍变焦，f2/R4＝5.41，在4倍变焦，f2/R4＝5.41，在5倍变焦，f2/R4＝5.41，其中，f2为第二透镜的有效焦距，R4为第二透镜像侧面的曲率半径；
在3倍变焦，fw/EPDw＝2.85，在4倍变焦，fw/EPDw＝3.41，在5倍变焦，fw/EPDw＝3.88，其中，fw为变焦镜头组不同变焦倍数下的总焦距，EPDw为不同变焦倍数下的入瞳直径；
在3倍变焦，f3/R5＝2.00，在4倍变焦，f3/R5＝2.00，在5倍变焦，f3/R5＝2.00，其中，f3为第三透镜的有效焦距，R5为第三透镜物侧面的曲率半径；
在3倍变焦，|R7/f4|＝1.43，在4倍变焦，|R7/f4|＝1.43，在5倍变焦，|R7/f4|＝1.43，其中，R7为第四透镜物侧面的曲率半径，f4为第四透镜的有效焦距；
在3倍变焦，R9/R8＝1.24，在4倍变焦，R9/R8＝1.24，在5倍变焦，R9/R8＝1.24，其中，R9为第五透镜物侧面的曲率半径，R8为第四透镜像侧面的曲率半径；
在3倍变焦，R10/f5＝-3.28，在4倍变焦，R10/f5＝-3.28，在5倍变焦，R10/f5＝-3.28，其中，R10为第五透镜像侧面的曲率半径，f5为第五透镜的有效焦距；
在3倍变焦，DT72/DT61＝1.19，在4倍变焦，DT72/DT61＝1.19，在5倍变焦，DT72/DT61＝1.19，其中，DT72为第七透镜像侧面的最大有效半径，DT61为第六透镜物侧面的最大有效半径；
在3倍变焦，CT3/CT1＝3.53，在4倍变焦，CT3/CT1＝3.53，在5倍变焦，CT3/CT1＝3.53，其中，CT3为第三透镜在光轴上的中心厚度，CT1为第一透镜在光轴上的中心厚度；
在3倍变焦，CT5/CT4＝3.67，在4倍变焦，CT5/CT4＝3.67，在5倍变焦，CT5/CT4＝3.67，其中，CT5为第五透镜在光轴上的中心厚度，CT4为第四透镜在光轴上的中心厚度；
在3倍变焦，CT7/CT2＝2.08，在4倍变焦，CT7/CT2＝2.08，在5倍变焦，CT7/CT2＝2.08，其中，CT7为第七透镜在光轴上的中心厚度，CT2为第二透镜在光轴上的中心厚度；
在3倍变焦，D1/D2＝1.77，在4倍变焦，D1/D2＝1.17，在5倍变焦，D1/D2＝0.35，其中，D1为不同变焦倍数下第二透镜和光阑在光轴上的空气间隔，D2为不同变焦倍数下第五透镜和第六透镜在光轴上的空气间隔；
在3倍变焦，fw/D3×Tan(HFOVw)＝3.92，在4倍变焦，fw/D3×Tan(HFOVw)＝1.03，在5倍变焦，fw/D3×Tan(HFOVw)＝0.66，其中，fw为变焦镜头组不同变焦倍数下的总焦距，D3为不同变焦倍数下第七透镜和滤波片在光轴上的空气间隔，HFOVw为变焦镜头组不同变焦倍数下的最大视场角一半。
在实施例1中，第一透镜E1至第七透镜E7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x可利用但不限于以下非球面公式进行限定：
Figure BDA0003068610650000121
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为表1中曲率半径R的倒数)；k为圆锥系数；Ai为非球面第i-th阶的修正系数。
在实施例1中，第一透镜E1至第七透镜E7中的任意一个透镜的物侧面和像侧面均为非球面，表4示出了可用于实施例1中各非球面镜面S1-S14的高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18、A20、A22、A24、A26、A28和A30。
Figure BDA0003068610650000122
Figure BDA0003068610650000131
表4
图4a示出了实施例1的变焦镜头组3倍变焦位置的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由镜头后的会聚焦点偏离。图4b示出了实施例1的变焦镜头组3倍变焦位置的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图4c示出了实施例1的变焦镜头组3倍变焦位置的畸变曲线，其表示不同像高对应的畸变大小值。图4d示出了实施例1的变焦镜头组3倍变焦位置的倍率色差曲线，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5a示出了实施例1的变焦镜头组4倍变焦位置的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由镜头后的会聚焦点偏离。图5b示出了实施例1的变焦镜头组4倍变焦位置的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图5c示出了实施例1的变焦镜头组4倍变焦位置的畸变曲线，其表示不同像高对应的畸变大小值。图5d示出了实施例1的变焦镜头组4倍变焦位置的倍率色差曲线，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6a示出了实施例1的变焦镜头组5倍变焦位置的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由镜头后的会聚焦点偏离。图6b示出了实施例1的变焦镜头组5倍变焦位置的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图6c示出了实施例1的变焦镜头组5倍变焦位置的畸变曲线，其表示不同像高对应的畸变大小值。图6d示出了实施例1的变焦镜头组5倍变焦位置的倍率色差曲线，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6所示可知，实施例1所给出的变焦镜头组能够实现良好的成像品质。
具体实施例2
图7为本发明变焦镜头组实施例2的3倍变焦位置结构示意图，图8为本发明变焦镜头组实施例2的4倍变焦位置结构示意图，图9为本发明变焦镜头组实施例2的5倍变焦位置结构示意图。
如图7至图9所示，变焦镜头组沿光轴由物侧至像侧依序包括：前固定组G1、变倍组G2、补偿组G3、滤光片E8和成像面S17。其中，前固定组G1包括第一透镜E1和第二透镜E2，变倍组G2包括光阑、第三透镜E3、第四透镜E4和第五透镜E5，补偿组G3包括第六透镜E6和第七透镜E7。
第一透镜E1具有负光焦度，其物侧面S1为凹面，像侧面S2为凹面。第二透镜E2具有正光焦度，其物侧面S3为凸面，像侧面S4为凹面。第三透镜E3具有正光焦度，其物侧面S5为凸面，像侧面S6为凸面。第四透镜E4具有负光焦度，其物侧面S7为凸面，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具有正光焦度，其物侧面S11为凹面，像侧面S12为凸面。第七透镜E7具有负光焦度，其物侧面S13为凹面，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表面S1至S16的各表面并最终成像在成像面S17上。
如表5所示，为实施例2的变焦镜头组的结构参数表，其中，曲率半径、厚度的单位均为毫米(mm)。
面号 表面类型 曲率半径 厚度/距离 焦距 折射率 色散系数 圆锥系数
OBJ 球面 无穷 无穷
S1 非球面 -58.5939 0.6000 -12.91 1.55 55.8 4.5590
S2 非球面 8.0406 0.2064 0.2475
S3 非球面 6.5550 0.8000 37.73 1.68 19.2 -5.4033
S4 非球面 8.3810 D1 -6.5786
STO 球面 无穷 -0.7975
S5 非球面 5.3899 2.0119 8.85 1.55 55.8 -0.3640
S6 非球面 -40.5373 0.8840 99.0000
S7 非球面 19.0597 0.7078 -9.67 1.68 19.2 -1.4427
S8 非球面 4.8029 0.3000 -0.0806
S9 非球面 6.1079 1.9563 9.15 1.57 37.3 0.0334
S10 非球面 -31.7146 D2 29.1168
S11 非球面 -8.6422 2.0516 32.42 1.68 19.2 -2.6374
S12 非球面 -6.7968 0.2985 0.7590
S13 非球面 -24.2795 1.6002 -11.79 1.54 55.8 17.3556
S14 非球面 8.7547 D3 1.7882
S15 球面 无穷 0.2100 1.52 64.2
S16 球面 无穷 2.7408
S17 球面 无穷
表5
如表6所示，在实施例2中，变焦镜头组不同变焦倍数下的总焦距为fw、数值孔径为Fnow、变焦镜头组不同变焦倍数下的最大视场角FOVw，不同变焦倍数下第二透镜和光阑在光轴上的空气间隔为D1，不同变焦倍数下第五透镜和第六透镜在光轴上的空气间隔为D2以及不同变焦倍数下第七透镜和滤波片在光轴上的空气间隔为D3。
Figure BDA0003068610650000141
表6如表7所示，实施例2在各条件式的具体取值均满足条件式的关系。
条件式/变焦倍数 3X 4X 5X
|R1/f1| 4.54 4.54 4.54
|FOV<sub>w</sub>|(°) 33.9 25.6 20.4
R2/R3 1.23 1.23 1.23
f2/R4 4.50 4.50 4.50
f<sub>w</sub>/EPD<sub>w</sub> 2.83 3.39 3.87
f3/R5 1.64 1.64 1.64
|R7/f4| 1.97 1.97 1.97
R9/R8 1.27 1.27 1.27
R10/f5 -3.47 -3.47 -3.47
DT72/DT61 1.17 1.17 1.17
CT3/CT1 3.35 3.35 3.35
CT5/CT4 2.76 2.76 2.76
CT7/CT2 2.00 2.00 2.00
D1/D2 1.76 1.15 0.37
f<sub>w</sub>/D3×Tan(HFOV<sub>w</sub>) 3.91 1.03 0.68
表7
在实施例2中，第一透镜E1至第七透镜E7中的任意一个透镜的物侧面和像侧面均为非球面，表8示出了可用于实施例2中各非球面镜面S1-S14的高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18、A20、A22、A24、A26、A28和A30。
Figure BDA0003068610650000151
Figure BDA0003068610650000161
表8
图10a示出了实施例2的变焦镜头组3倍变焦位置的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由镜头后的会聚焦点偏离。图10b示出了实施例2的变焦镜头组3倍变焦位置的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图10c示出了实施例2的变焦镜头组3倍变焦位置的畸变曲线，其表示不同像高对应的畸变大小值。图10d示出了实施例2的变焦镜头组3倍变焦位置的倍率色差曲线，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11a示出了实施例2的变焦镜头组4倍变焦位置的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由镜头后的会聚焦点偏离。图11b示出了实施例2的变焦镜头组4倍变焦位置的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图11c示出了实施例2的变焦镜头组4倍变焦位置的畸变曲线，其表示不同像高对应的畸变大小值。图11d示出了实施例2的变焦镜头组4倍变焦位置的倍率色差曲线，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12a示出了实施例2的变焦镜头组5倍变焦位置的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由镜头后的会聚焦点偏离。图12b示出了实施例2的变焦镜头组5倍变焦位置的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图12c示出了实施例2的变焦镜头组5倍变焦位置的畸变曲线，其表示不同像高对应的畸变大小值。图12d示出了实施例2的变焦镜头组5倍变焦位置的倍率色差曲线，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10至图12所示可知，实施例2所给出的变焦镜头组能够实现良好的成像品质。
具体实施例3
图13为本发明变焦镜头组实施例3的3倍变焦位置结构示意图，图14为本发明变焦镜头组实施例3的4倍变焦位置结构示意图，图15为本发明变焦镜头组实施例3的5倍变焦位置结构示意图。
如图13至图15所示，变焦镜头组沿光轴由物侧至像侧依序包括：前固定组G1、变倍组G2、补偿组G3、滤光片E8和成像面S17。其中，前固定组G1包括第一透镜E1和第二透镜E2，变倍组G2包括光阑、第三透镜E3、第四透镜E4和第五透镜E5，补偿组G3包括第六透镜E6和第七透镜E7。
第一透镜E1具有负光焦度，其物侧面S1为凸面，像侧面S2为凹面。第二透镜E2具有正光焦度，其物侧面S3为凸面，像侧面S4为凹面。第三透镜E3具有正光焦度，其物侧面S5为凸面，像侧面S6为凸面。第四透镜E4具有负光焦度，其物侧面S7为凸面，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为凸面。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表面S1至S16的各表面并最终成像在成像面S17上。
如表9所示，为实施例3的变焦镜头组的结构参数表，其中，曲率半径、厚度的单位均为毫米(mm)。
面号 表面类型 曲率半径 厚度/距离 焦距 折射率 色散系数 圆锥系数
OBJ 球面 无穷 无穷
S1 非球面 76.2948 0.6165 -13.32 1.55 55.8 -99.0000
S2 非球面 6.6183 0.2920 -0.3448
S3 非球面 6.5444 0.8098 39.88 1.68 19.2 -5.2376
S4 非球面 8.2045 D1 -7.1512
STO 球面 无穷 -0.7975
S5 非球面 5.1644 1.8078 8.95 1.55 55.8 -0.3426
S6 非球面 -79.9818 0.3511 99.0000
S7 非球面 17.9935 0.7627 -10.86 1.68 19.2 -1.3123
S8 非球面 5.1323 0.5058 -0.1476
S9 非球面 7.4242 2.0098 9.76 1.57 37.3 -0.2744
S10 非球面 -20.0323 D2 11.0665
S11 非球面 -7.4834 2.1300 -103.40 1.68 19.2 -3.0404
S12 非球面 -9.3416 0.1680 5.9607
S13 非球面 21.5966 1.7220 -22.86 1.54 55.8 -73.6943
S14 非球面 7.6077 D3 1.0251
S15 球面 无穷 0.2100 1.52 64.2
S16 球面 无穷 2.6733
S17 球面 无穷
表9
如表10所示，在实施例3中，变焦镜头组不同变焦倍数下的总焦距为fw、数值孔径为Fnow、变焦镜头组不同变焦倍数下的最大视场角FOVw，不同变焦倍数下第二透镜和光阑在光轴上的空气间隔为D1，不同变焦倍数下第五透镜和第六透镜在光轴上的空气间隔为D2以及不同变焦倍数下第七透镜和滤波片在光轴上的空气间隔为D3。
Figure BDA0003068610650000171
Figure BDA0003068610650000181
表10如表11所示，实施例3在各条件式的具体取值均满足条件式的关系。
条件式/变焦倍数 3X 4X 5X
|R1/f1| 5.73 5.73 5.73
|FOV<sub>w</sub>|(°) 35.4 26.5 21.1
R2/R3 1.01 1.01 1.01
f2/R4 4.86 4.86 4.86
f<sub>w</sub>/EPD<sub>w</sub> 2.82 3.40 3.89
f3/R5 1.73 1.73 1.73
|R7/f4| 1.66 1.66 1.66
R9/R8 1.45 1.45 1.45
R10/f5 -2.05 -2.05 -2.05
DT72/DT61 1.21 1.21 1.21
CT3/CT1 2.93 2.93 2.93
CT5/CT4 2.64 2.64 2.64
CT7/CT2 2.13 2.13 2.13
D1/D2 1.8 1.2 0.3
f<sub>w</sub>/D3×Tan(HFOV<sub>w</sub>) 3.9 1.0 0.7
表11
在实施例3中，第一透镜E1至第七透镜E7中的任意一个透镜的物侧面和像侧面均为非球面，表12示出了可用于实施例3中各非球面镜面S1-S14的高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18、A20、A22、A24、A26、A28和A30。
Figure BDA0003068610650000182
Figure BDA0003068610650000191
表12
图16a示出了实施例3的变焦镜头组3倍变焦位置的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由镜头后的会聚焦点偏离。图16b示出了实施例3的变焦镜头组3倍变焦位置的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图16c示出了实施例3的变焦镜头组3倍变焦位置的畸变曲线，其表示不同像高对应的畸变大小值。图16d示出了实施例3的变焦镜头组3倍变焦位置的倍率色差曲线，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17a示出了实施例3的变焦镜头组4倍变焦位置的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由镜头后的会聚焦点偏离。图17b示出了实施例3的变焦镜头组4倍变焦位置的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图17c示出了实施例3的变焦镜头组4倍变焦位置的畸变曲线，其表示不同像高对应的畸变大小值。图17d示出了实施例3的变焦镜头组4倍变焦位置的倍率色差曲线，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18a示出了实施例3的变焦镜头组5倍变焦位置的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由镜头后的会聚焦点偏离。图18b示出了实施例3的变焦镜头组5倍变焦位置的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图18c示出了实施例3的变焦镜头组5倍变焦位置的畸变曲线，其表示不同像高对应的畸变大小值。图18d示出了实施例3的变焦镜头组5倍变焦位置的倍率色差曲线，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16至图18所示可知，实施例3所给出的变焦镜头组能够实现良好的成像品质。
具体实施例4
图19为本发明变焦镜头组实施例4的3倍变焦位置结构示意图，图20为本发明变焦镜头组实施例4的4倍变焦位置结构示意图，图21为本发明变焦镜头组实施例4的5倍变焦位置结构示意图。
如图19至图21所示，变焦镜头组沿光轴由物侧至像侧依序包括：前固定组G1、变倍组G2、补偿组G3、滤光片E8和成像面S17。其中，前固定组G1包括第一透镜E1和第二透镜E2，变倍组G2包括光阑、第三透镜E3、第四透镜E4和第五透镜E5，第三透镜组G3包括第六透镜E6和第七透镜E7。
第一透镜E1具有负光焦度，其物侧面S1为凸面，像侧面S2为凹面。第二透镜E2具有正光焦度，其物侧面S3为凸面，像侧面S4为凹面。第三透镜E3具有正光焦度，其物侧面S5为凸面，像侧面S6为凸面。第四透镜E4具有负光焦度，其物侧面S7为凸面，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具有正光焦度，其物侧面S11为凸面，像侧面S12为凸面。第七透镜E7具有负光焦度，其物侧面S13为凹面，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表面S1至S16的各表面并最终成像在成像面S17上。
如表13所示，为实施例4的变焦镜头组的结构参数表，其中，曲率半径、厚度的单位均为毫米(mm)。
面号 表面类型 曲率半径 厚度/距离 焦距 折射率 色散系数 圆锥系数
OBJ 球面 无穷 无穷
S1 非球面 70.2404 0.6934 -13.23 1.55 55.8 -98.9236
S2 非球面 6.5277 0.3483 0.1990
S3 非球面 5.9034 0.8000 40.98 1.68 19.2 -5.5499
S4 非球面 7.0871 D1 -7.6933
STO 球面 无穷 -0.7975
S5 非球面 5.3517 2.0127 8.84 1.55 55.8 -0.2605
S6 非球面 -42.7289 0.8978 -99.0000
S7 非球面 33.4221 0.6290 -9.29 1.68 19.2 -2.8944
S8 非球面 5.2580 0.3805 -0.1736
S9 非球面 7.8434 2.0367 9.19 1.57 37.3 0.1272
S10 非球面 -14.3151 D2 9.7881
S11 非球面 78.3169 1.9730 36.21 1.68 19.2 12.2294
S12 非球面 -35.3606 0.5274 18.6456
S13 非球面 -29.5072 1.0753 -11.25 1.54 55.8 -39.8721
S14 非球面 7.6927 D3 3.0602
S15 球面 无穷 0.2100 1.52 64.2
S16 球面 无穷 2.9536
S17 球面 无穷
表13
如表14所示，在实施例4中，变焦镜头组不同变焦倍数下的总焦距为fw、数值孔径为Fnow、变焦镜头组不同变焦倍数下的最大视场角FOVw，不同变焦倍数下第二透镜和光阑在光轴上的空气间隔为D1，不同变焦倍数下第五透镜和第六透镜在光轴上的空气间隔为D2以及不同变焦倍数下第七透镜和滤波片在光轴上的空气间隔为D3。
Figure BDA0003068610650000211
表14如表15所示，实施例4在各条件式的具体取值均满足条件式的关系。
条件式/变焦倍数 3X 4X 5X
|R1/f1| 5.31 5.31 5.31
|FOV<sub>w</sub>|(°) 34.3 25.8 20.6
R2/R3 1.11 1.11 1.11
f2/R4 5.78 5.78 5.78
f<sub>w</sub>/EPD<sub>w</sub> 2.85 3.41 3.89
f3/R5 1.65 1.65 1.65
|R7/f4| 3.60 3.60 3.60
R9/R8 1.49 1.49 1.49
R10/f5 -1.56 -1.56 -1.56
DT72/DT61 1.03 1.03 1.03
CT3/CT1 2.90 2.90 2.90
CT5/CT4 3.24 3.24 3.24
CT7/CT2 1.34 1.34 1.34
D1/D2 1.72 1.21 0.40
f<sub>w</sub>/D3×Tan(HFOV<sub>w</sub>) 3.90 1.11 0.66
表15
在实施例4中，第一透镜E1至第七透镜E7中的任意一个透镜的物侧面和像侧面均为非球面，表16示出了可用于实施例4中各非球面镜面S1-S14的高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18、A20、A22、A24、A26、A28和A30。
Figure BDA0003068610650000212
Figure BDA0003068610650000221
表16
图22a示出了实施例4的变焦镜头组3倍变焦位置的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由镜头后的会聚焦点偏离。图22b示出了实施例4的变焦镜头组3倍变焦位置的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图22c示出了实施例4的变焦镜头组3倍变焦位置的畸变曲线，其表示不同像高对应的畸变大小值。图22d示出了实施例4的变焦镜头组3倍变焦位置的倍率色差曲线，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23a示出了实施例4的变焦镜头组4倍变焦位置的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由镜头后的会聚焦点偏离。图23b示出了实施例4的变焦镜头组4倍变焦位置的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图23c示出了实施例4的变焦镜头组4倍变焦位置的畸变曲线，其表示不同像高对应的畸变大小值。图23d示出了实施例4的变焦镜头组4倍变焦位置的倍率色差曲线，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24a示出了实施例4的变焦镜头组5倍变焦位置的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由镜头后的会聚焦点偏离。图24b示出了实施例4的变焦镜头组5倍变焦位置的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图24c示出了实施例4的变焦镜头组5倍变焦位置的畸变曲线，其表示不同像高对应的畸变大小值。图24d示出了实施例4的变焦镜头组5倍变焦位置的倍率色差曲线，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22至图24所示可知，实施例4所给出的变焦镜头组能够实现良好的成像品质。
具体实施例5
图25为本发明变焦镜头组实施例5的3倍变焦位置结构示意图，图26为本发明变焦镜头组实施例5的4倍变焦位置结构示意图，图27为本发明变焦镜头组实施例5的5倍变焦位置结构示意图。
如图25至图27所示，变焦镜头组沿光轴由物侧至像侧依序包括：前固定组G1、变倍组G2、补偿组G3、滤光片E8和成像面S17。其中，前固定组G1包括第一透镜E1和第二透镜E2，变倍组G2包括光阑、第三透镜E3、第四透镜E4和第五透镜E5，补偿组G3包括第六透镜E6和第七透镜E7。
第一透镜E1具有负光焦度，其物侧面S1为凸面，像侧面S2为凹面。第二透镜E2具有正光焦度，其物侧面S3为凸面，像侧面S4为凹面。第三透镜E3具有正光焦度，其物侧面S5为凸面，像侧面S6为凸面。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具有正光焦度，其物侧面S11为凹面，像侧面S12为凸面。第七透镜E7具有负光焦度，其物侧面S13为凹面，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表面S1至S16的各表面并最终成像在成像面S17上。
如表17所示，为实施例5的变焦镜头组的结构参数表，其中，曲率半径、厚度的单位均为毫米(mm)。
Figure BDA0003068610650000231
Figure BDA0003068610650000241
表17
如表18所示，在实施例5中，变焦镜头组不同变焦倍数下的总焦距为fw、数值孔径为Fnow、变焦镜头组不同变焦倍数下的最大视场角FOVw，不同变焦倍数下第二透镜和光阑在光轴上的空气间隔为D1，不同变焦倍数下第五透镜和第六透镜在光轴上的空气间隔为D2以及不同变焦倍数下第七透镜和滤波片在光轴上的空气间隔为D3。
Figure BDA0003068610650000242
表18如表19所示，实施例5在各条件式的具体取值均满足条件式的关系。
条件式/变焦倍数 3X 4X 5X
|R1/f1| 4.49 4.49 4.49
|FOV<sub>w</sub>|(°) 34.7 26.2 20.9
R2/R3 1.09 1.09 1.09
f2/R4 5.43 5.43 5.43
f<sub>w</sub>/EPD<sub>w</sub> 2.82 3.40 3.89
f3/R5 1.49 1.49 1.49
|R7/f4| 3.97 3.97 3.97
R9/R8 1.02 1.02 1.02
R10/f5 -2.08 -2.08 -2.08
DT72/DT61 1.22 1.22 1.22
CT3/CT1 3.85 3.85 3.85
CT5/CT4 1.60 1.60 1.60
CT7/CT2 1.98 1.98 1.98
D1/D2 1.72 1.35 0.27
f<sub>w</sub>/D3×Tan(HFOV<sub>w</sub>) 3.86 1.02 0.71
表19
在实施例5中，第一透镜E1至第七透镜E7中的任意一个透镜的物侧面和像侧面均为非球面，表20示出了可用于实施例5中各非球面镜面S1-S14的高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18、A20、A22、A24、A26、A28和A30。
Figure BDA0003068610650000243
Figure BDA0003068610650000251
表20
图28a示出了实施例5的变焦镜头组3倍变焦位置的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由镜头后的会聚焦点偏离。图28b示出了实施例5的变焦镜头组3倍变焦位置的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图28c示出了实施例5的变焦镜头组3倍变焦位置的畸变曲线，其表示不同像高对应的畸变大小值。图28d示出了实施例5的变焦镜头组3倍变焦位置的倍率色差曲线，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29a示出了实施例5的变焦镜头组4倍变焦位置的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由镜头后的会聚焦点偏离。图29b示出了实施例5的变焦镜头组4倍变焦位置的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图29c示出了实施例5的变焦镜头组4倍变焦位置的畸变曲线，其表示不同像高对应的畸变大小值。图29d示出了实施例5的变焦镜头组4倍变焦位置的倍率色差曲线，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30a示出了实施例5的变焦镜头组5倍变焦位置的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由镜头后的会聚焦点偏离。图30b示出了实施例5的变焦镜头组5倍变焦位置的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图30c示出了实施例5的变焦镜头组5倍变焦位置的畸变曲线，其表示不同像高对应的畸变大小值。图30d示出了实施例5的变焦镜头组5倍变焦位置的倍率色差曲线，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28至图30所示可知，实施例5所给出的变焦镜头组能够实现良好的成像品质。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、改进、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种变焦镜头组，其特征在于，沿着光轴由物侧至像侧包括三个部分：
第一部分前固定组G1，所述第一部分前固定组G1包括第一透镜和第二透镜；
第二部分变倍组G2，第二部分变倍组G2包括光阑，具有正光焦度的第三透镜，具有负光焦度的第四透镜以及第五透镜；
第三部分补偿组G3，所述第三部分补偿组G3包括第六透镜和第七透镜；
其中，各透镜之间均互不粘连，所述补偿组G3随所述变倍组G2沿光轴方向移动；所述变焦镜头组不同变焦倍数下的最大视场角FOVw满足：20°<|FOVw|<36°。
2.根据权利要求1所述的变焦镜头组，其特征在于：所述第一透镜物侧面的曲率半径R1与所述第一透镜的有效焦距f1满足：4.0<|R1/f1|<6.0。
3.根据权利要求1所述的变焦镜头组，其特征在于：所述第一透镜像侧面的曲率半径R2与所述第二透镜物侧面的曲率半径R3满足：1.0<R2/R3<1.5。
4.根据权利要求1所述的变焦镜头组，其特征在于：所述第二透镜的有效焦距f2与所述第二透镜像侧面的曲率半径R4满足：4.0<f2/R4<6.0。
5.根据权利要求1所述的变焦镜头组，其特征在于：所述变焦镜头组不同变焦倍数下的总焦距fw与不同变焦倍数下的入瞳直径EPDw满足：2.5<fw/EPDw<4.0。
6.根据权利要求1所述的变焦镜头组，其特征在于：所述第三透镜的有效焦距f3与所述第三透镜物侧面的曲率半径R5满足：1.0<f3/R5<2.1。
7.根据权利要求1所述的变焦镜头组，其特征在于：所述第四透镜物侧面的曲率半径R7与所述第四透镜的有效焦距f4满足：1.0<|R7/f4|<4.0。
8.根据权利要求1所述的变焦镜头组，其特征在于：所述第五透镜物侧面的曲率半径R9与所述第四透镜像侧面的曲率半径R8满足：1.0<R9/R8<1.5。
9.根据权利要求1所述的变焦镜头组，其特征在于：所述第五透镜像侧面的曲率半径R10与所述第五透镜的有效焦距f5满足：-3.5<R10/f5<-1.5。
10.一种变焦镜头组，其特征在于，沿着光轴由物侧至像侧包括三个部分：
第一部分前固定组G1，所述第一部分前固定组G1包括第一透镜和第二透镜；
第二部分变倍组G2，第二部分变倍组G2包括光阑，具有正光焦度的第三透镜，具有负光焦度的第四透镜以及第五透镜；
第三部分补偿组G3，所述第三部分补偿组G3包括第六透镜和第七透镜；
其中，各透镜之间均互不粘连，所述补偿组G3随所述变倍组G2沿光轴方向移动；所述第一透镜物侧面的曲率半径R1与所述第一透镜的有效焦距f1满足：4.0<|R1/f1|<6.0。
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