CN116300017A - 变焦镜头 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种变焦镜头，共两组透镜组，其特征在于，沿光轴从物侧到成像面依次为：光阑、第一透镜组、第二透镜组以及滤光片；所述第一透镜组和所述第二透镜组均包括至少一片透镜，所述第一透镜组和所述第二透镜组均能沿着所述变焦镜头的光轴移动；所述第一透镜组的焦距f_G1与所述第二透镜组的焦距f_G2满足：0.7＜|f_G1/f_G2|＜1.0。

Description

变焦镜头

技术领域

本发明涉及光学镜头技术领域，特别是涉及一种变焦镜头。

背景技术

随着智能手机的发展，用户对手机的拍照水平和摄像质量要求越来越高，现有技术通常通过设置多个定焦镜头，利用数码混合变焦和镜头间的切换来达到光学变焦的效果。但是，通过这种方式进行的变焦，不仅效果差强人意而且占用设备空间大、成本高。连续光学变焦不仅具有更远的拍摄距离、更真实的细节体现，而且能够实现多倍率调焦功能，满足用户不同场景下的拍摄需求。但此类变焦镜头通常存在体积大、组立良率低、成像品质低等问题，因此设计一款成像品质高、小型化以及良好的加工特性的变焦镜头成为目前亟待解决的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提出一种变焦镜头，其具备高成像品质、小型化和易加工的优点。

为解决上述问题，本发明提供一种变焦镜头，共两组透镜组，其特征在于，沿光轴从物侧到成像面依次为：光阑、第一透镜组、第二透镜组以及滤光片；所述第一透镜组和所述第二透镜组均包括至少一片透镜，所述第一透镜组和所述第二透镜组均能沿着所述变焦镜头的光轴移动；所述第一透镜组的焦距f_G1与所述第二透镜组的焦距f_G2满足：0.7＜|f_G1/f_G2|＜1.0。

较佳地，所述第一透镜组具有正光焦度。

较佳地，所述第二透镜组具有负光焦度。

较佳地，所述第一透镜组包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜，所述第二透镜组包括第六透镜、第七透镜。

较佳地，所述第一透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面。

较佳地，所述第二透镜具有负光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面。

较佳地，其特征在于，所述第三透镜具有负光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面。

较佳地，其特征在于，所述第六透镜具有正光焦度，其物侧面为凹面，像侧面为凸面。

较佳地，其特征在于，所述第七透镜具有负光焦度，其像侧面为凹面。

较佳地，所述变焦镜头广角状态的有效焦距f_W与长焦状态下的有效焦距f_T满足：f_T/f_W＜2.0。

较佳地，所述变焦镜头广角状态的最大视场角FOV_W满足：42°≤FOV_W；长焦状态的最大视场角FOV_T满足：FOV_T≤22°。

较佳地，所述变焦镜头的光圈值FNO满足：2.5＜FNO＜4.5。

较佳地，变焦镜头广角状态的光学总长TTL_W与长焦状态下的光学总长TTL_T满足：TTL_T/TTL_W＜0.8。

较佳地，变焦镜头的光学总长TTL与有效焦距f满足：0.7＜TTL/f＜1.1。

较佳地，变焦镜头最大视场角所对应的真实像高IH与有效焦距f满足：0.35＜IH/f＜0.75。

本发明提供的变焦镜头，通过合理的搭配各透镜之间的镜片形状与光焦度组合，实现了高成像品质、小型化以及易加工的效果。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例1中变焦镜头广角状态的结构示意图。

图2为本发明实施例1中变焦镜头广角状态的场曲曲线图。

图3为本发明实施例1中变焦镜头广角状态的F-Tanθ畸变曲线图。

图4为本发明实施例1中变焦镜头广角状态的MTF曲线图。

图5为本发明实施例1中变焦镜头长焦状态的结构示意图。

图6为本发明实施例1中变焦镜头长焦状态的场曲曲线图。

图7为本发明实施例1中变焦镜头长焦状态的F-Tanθ畸变曲线图。

图8为本发明实施例1中变焦镜头长焦状态的MTF曲线图。

图9为本发明实施例2中变焦镜头广角状态的结构示意图。

图10为本发明实施例2中变焦镜头广角状态的场曲曲线图。

图11为本发明实施例2中变焦镜头广角状态的F-Tanθ畸变曲线图。

图12为本发明实施例2中变焦镜头广角状态的MTF曲线图。

图13为本发明实施例2中变焦镜头长焦状态的结构示意图。

图14为本发明实施例2中变焦镜头长焦状态的场曲曲线图。

图15为本发明实施例2中变焦镜头长焦状态的F-Tanθ畸变曲线图。

图16为本发明实施例2中变焦镜头长焦状态的MTF曲线图。

图17为本发明实施例3中变焦镜头广角状态的结构示意图。

图18为本发明实施例3中变焦镜头广角状态的场曲曲线图。

图19为本发明实施例3中变焦镜头广角状态的F-Tanθ畸变曲线图。

图20为本发明实施例3中变焦镜头广角状态的MTF曲线图。

图21为本发明实施例3中变焦镜头长焦状态的结构示意图。

图22为本发明实施例3中变焦镜头长焦状态的场曲曲线图。

图23为本发明实施例3中变焦镜头长焦状态的F-Tanθ畸变曲线图。

图24为本发明实施例3中变焦镜头长焦状态的MTF曲线图。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，将参考附图对本发明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发明的实施例的描述，而非以任何方式限制本发明的范围。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。

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，当描述本发明的实施方式时，使用“可”表示“本发明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)均具有与本发明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来详细说明本发明。

根据本发明实施例的变焦镜头从物侧到像侧依次包括：光阑ST、具有正光焦度的第一透镜组G1、具有负光焦度的第二透镜组G2以及滤光片A1。

第一透镜组G1包括：

具有正光焦度的第一透镜L1，其物侧面S1为凸面；

具有负光焦度的第二透镜L2，其物侧面S3为凸面，像侧面S4为凹面；

具有负光焦度的第三透镜L3，其物侧面S5为凸面，像侧面S6为凹面；

具有光焦度的第四透镜L4，其物侧面S7为凸面；

具有负光焦度的第五透镜L5，其物侧面S9为凹面，像侧面S10为凸面。

第二透镜组G2包括：

具有正光焦度的第六透镜L6，其物侧面S11为凹面，像侧面S12为凸面；

具有负光焦度的第七透镜L7，其像侧面S14为凹面。

滤光片A1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。

其中，第一透镜组G1与第二透镜组G2可沿光轴移动，即调节第一透镜组G1与第二透镜组G2在光轴上的间隔距离，用于实现变焦镜头在广角状态和长焦状态之间的光学变焦。

在一些实施例中，光阑ST设置于第一透镜L1的物侧，用于限制从变焦镜头穿过的光束宽度减少无关的光线影响，能够减少变焦镜头鬼影的产生，保证变焦镜头的成像品质。在一些实施例中，光阑ST为而可变光圈，光阑ST的光圈值能够在2.2至4.5的范围内调节，合理配置光学镜头的进光量，能够保证变焦镜头在不同场景下都有很好的成像效果。

在一些实施例中，变焦镜头广角状态的有效焦距f_W与长焦状态下的有效焦距f_T满足：f_T/f_W＜2.0。满足上述范围，有利于增大变焦镜头的视场角差异，使得变焦镜头具有较强的变焦能力和较广的变焦范围，保证变焦镜头在不同场景下均具有良好的成像品质。

在一些实施例中，变焦镜头广角状态的最大视场角FOV_W满足：42°≤FOV_W；变焦镜头长焦状态的最大视场角FOV_T满足：FOV_T≤22°。满足上述范围，能够满足对于远距离物体的拍摄需求，更有效地虚化背景突出对焦主体。

在一些实施例中，变焦镜头的光圈值FNO满足：2.5＜FNO＜4.5。满足上述范围，有利于实现大光圈特性，特别是在长焦状态下实现虚化前景和背景的同时保证图像的清晰。

在一些实施例中，变焦镜头广角状态的光学总长TTL_W与长焦状态下的光学总长TTL_T满足：TTL_T/TTL_W＜0.8。满足上述范围，可以有效地限制变焦镜头的变焦长度，实现变焦镜头小型化。

在一些实施例中，变焦镜头的光学总长TTL与有效焦距f满足：0.7＜TTL/f＜1.1。满足上述范围，在兼顾良好的成像品质的同时有利于缩短变焦镜头的总长，满足变焦镜头小型化的需求。

在一些实施例中，变焦镜头最大视场角所对应的真实像高IH与有效焦距f满足：0.35＜IH/f＜0.75。满足上述范围，可以使得变焦镜头不仅兼顾大像面特性，而且具有良好地成像品质。

在一些实施例中，变焦镜头第一透镜组的焦距f_G1与第二透镜组的焦距f_G2满足：0.7＜|f_G1/f_G2|＜1.0。满足上述范围，通过合理分配第一透镜组和第二透镜组的焦距，能够将负责变焦功能的第二透镜组的焦距控制在占比的范围内，提升变焦镜头的变焦能力。

在一些实施例中，变焦镜头第一透镜组的焦距f_G1与有效焦距f满足：0.5＜f_G1/f＜1.0。满足上述范围，可以使得第一透镜组具有适当的正光焦度，可以更好的平衡整个变焦镜头的畸变以及像散问题，提升变焦镜头的成像品质。

在一些实施例中，变焦镜头第二透镜组的焦距f_G2与有效焦距f满足：-1.25＜f_G1/f＜-0.50。满足上述范围，可以使得第二透镜组具有适当的负光焦度，可以获取更大的像面，提升变焦镜头的成像品质。

在一些实施例中，变焦镜头的有效焦距f与第一可变间距值CT1满足：0＜CT1/f＜0.5。满足上述范围，可以有效地限制变焦镜头的长度，实现变焦镜头的小型化。

在一些实施例中，变焦镜头的有效焦距f与第二可变间距值CT2满足：0＜CT2/f＜0.6。满足上述范围，可以有效地限制变焦镜头的长度，实现变焦镜头的小型化。

在一些实施例中，变焦镜头的第二可变间距值CT2满足：0.0mm＜CT2＜12.0mmm。满足上述范围，可以使得变焦镜头在非工作状态时，第二可变间距值CT2无间隔或间隔很小，有利于变焦镜头的小型化。

为使系统具有更好的光学性能，镜头中采用多片非球面透镜，所述变焦镜头的各非球面表面形状满足下列方程：

其中，z为曲面与曲面顶点在光轴方向的距离，h为光轴到曲面的距离，c为曲面顶点的曲率，K为二次曲面系数，A、B、C、D、E、F、G、H、I、J分别为二阶、四阶、六阶、八阶、十阶、十二阶、十四阶、十六阶、十八阶、二十阶曲面系数。

下面分多个实施例对本发明进行进一步的说明。在各个实施例中，变焦镜头中的各个透镜的厚度、曲率半径、材料选择部分有所不同，具体不同可参见各实施例的参数表。下述实施例仅为本发明的较佳实施方式，但本发明的实施方式并不仅仅受下述实施例的限制，其他的任何未背离本发明创新点所作的改变、替代、组合或简化，都应视为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

实施例1

请参阅图1和图5，所示为本发明实施例1中提供的变焦镜头的结构示意图，该变焦镜头沿光轴从物侧到成像面依次包括：光阑ST、具有正光焦度的第一透镜组G1、具有负光焦度的第二透镜组G2以及滤光片A1。

第一透镜组G1包括：

具有正光焦度的第一透镜L1，其物侧面S1为凸面，像侧面S2为凹面；

具有负光焦度的第二透镜L2，其物侧面S3为凸面，像侧面S4为凹面；

具有负光焦度的第三透镜L3，其物侧面S5为凸面，像侧面S6为凹面；

具有正光焦度的第四透镜L4，其物侧面S7和像侧面S8均为凸面；

具有负光焦度的第五透镜L5，其物侧面S9为凹面，像侧面S10为凸面。

第二透镜组G2包括：

具有正光焦度的第六透镜L6，其物侧面S11为凹面，像侧面S12为凸面；

具有负光焦度的第七透镜L7，其物侧面S13和像侧面S14均为凹面。

滤光片A1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。

其中，第一透镜组G1与第二透镜组G2可沿光轴移动，即调节第一透镜组G1与第二透镜组G2在光轴上的间隔距离，用于实现变焦镜头在广角状态和长焦状态之间的光学变焦。

实施例1中的变焦镜头中各透镜的相关参数如表1所示。

表1

实施例1中的变焦镜头的非球面透镜的面型参数如表2所示。

表2

面号

K

A

B

C

D

E

S1

3.43E-01

0.00E+00

-9.43E-04

2.69E-04

-9.72E-05

1.36E-05

S2

0.00E+00

0.00E+00

7.10E-04

-1.46E-03

3.92E-04

-6.08E-05

S3

0.00E+00

0.00E+00

-1.25E-02

2.87E-03

-4.96E-04

7.84E-05

S4

5.47E-02

0.00E+00

-2.61E-02

6.11E-03

-1.47E-03

2.84E-04

S5

-2.65E+00

0.00E+00

-1.45E-02

1.57E-03

-1.45E-04

7.43E-06

S6

-5.37E+00

0.00E+00

-1.68E-03

2.56E-03

1.94E-06

1.97E-05

S7

0.00E+00

0.00E+00

-9.00E-03

2.18E-03

-6.71E-04

1.54E-04

S8

0.00E+00

0.00E+00

3.70E-04

2.47E-04

-8.67E-04

3.33E-04

S9

-5.59E+00

0.00E+00

2.15E-02

4.33E-04

-5.07E-04

-1.79E-04

S10

-1.13E+00

0.00E+00

2.93E-02

2.91E-04

-1.01E-03

7.54E-05

S11

-2.54E+00

0.00E+00

8.06E-03

-6.28E-04

-1.85E-04

7.30E-05

S12

3.35E-02

0.00E+00

1.63E-02

-2.75E-03

4.67E-05

6.14E-05

S13

0.00E+00

0.00E+00

-9.17E-03

-1.82E-03

6.02E-04

-1.04E-04

S14

-1.49E+01

0.00E+00

-1.43E-02

1.67E-03

-4.74E-06

-2.50E-05

面号

K

F

G

H

I

J

S1

3.43E-01

-1.33E-06

9.04E-08

-8.01E-09

S2

0.00E+00

1.08E-05

-1.54E-06

7.83E-08

S3

0.00E+00

-8.43E-06

1.13E-07

1.77E-08

S4

5.47E-02

-4.22E-05

3.55E-06

-1.25E-07

S5

-2.65E+00

4.75E-06

-1.80E-06

1.83E-07

S6

-5.37E+00

-4.82E-06

-1.53E-06

9.48E-07

S7

0.00E+00

1.34E-05

8.11E-07

-6.49E-07

S8

0.00E+00

-2.75E-05

1.74E-06

2.45E-07

S9

-5.59E+00

2.46E-05

1.03E-05

-2.04E-06

S10

-1.13E+00

3.47E-06

-4.04E-06

4.08E-07

S11

-2.54E+00

-9.60E-06

5.55E-07

-1.20E-08

S12

3.35E-02

-8.73E-06

4.88E-07

-1.01E-08

S13

0.00E+00

1.19E-05

-7.13E-07

1.66E-08

S14

-1.49E+01

2.94E-06

-1.38E-07

2.34E-09

实施例1中的变焦镜头的可变间距值如表3所示：

表3

面号	广角状态	长焦状态
			CT1	5.86	0.08
CT2	0.36	11.46

在本实施例中，变焦镜头处于广角状态时的有效焦距f_W＝12.94mm，最大视场角FOV_W＝42°；变焦镜头处于长焦状态时的有效焦距f_T＝21.67mm，最大视场角FOV_T＝22°。变焦镜头可在12.94mm～21.67mm焦距范围内实现连续变焦。

图2示出了实施例1中变焦镜头广角状态的场曲曲线图，其表示不同波长的光线在子午像面和弧矢像面的弯曲程度，横轴表示偏移量(单位：mm)，纵轴表示半视场角(单位：°)。从图中可以看出，子午像面和弧矢像面的场曲控制在±0.12mm以内，说明变焦镜头广角状态能够较好地矫正场曲。

图3示出了实施例1中变焦镜头广角状态的F-Tanθ畸变曲线，其表示不同波长的光线在成像面上不同像高处的F-Tanθ畸变，横轴表示F-Tanθ畸变(单位：％)，纵轴表示半视场角(单位：°)。从图中可以看出，变焦镜头的F-Tanθ畸变控制在±6％以内，说明变焦镜头广角状态能够良好地矫正F-Tanθ畸变。

图4示出了实施例1中变焦镜头广角状态的调制传递函数(MTF)曲线图，其表示表示各视场下不同空间频率的镜头成像调制度，横轴表示空间频率(单位：lp/mm)，纵轴表示MTF值。从图中可以看出，本实施例的MTF值在全视场内均在0.4以上，在0～160lp/mm的范围内，从中心至边缘视场的过程中MTF曲线均匀平滑下降，在低频和高频情况下都具有良好地成像品质和良好地细节分辨能力。

图6示出了实施例1中变焦镜头长焦状态的场曲曲线图，其表示不同波长的光线在子午像面和弧矢像面的弯曲程度，横轴表示偏移量(单位：mm)，纵轴表示半视场角(单位：°)。从图中可以看出，子午像面和弧矢像面的场曲控制在±0.12mm以内，说明变焦镜头长焦状态能够较好地矫正场曲。

图7示出了实施例1中变焦镜头长焦状态的F-Tanθ畸变曲线，其表示不同波长的光线在成像面上不同像高处的F-Tanθ畸变，横轴表示F-Tanθ畸变(单位：％)，纵轴表示半视场角(单位：°)。从图中可以看出，变焦镜头的F-Tanθ畸变控制在±3％以内，说明变焦镜头长焦状态能够极好地矫正F-Tanθ畸变。

图8示出了实施例1中变焦镜头长焦状态的调制传递函数(MTF)曲线图，其表示表示各视场下不同空间频率的镜头成像调制度，横轴表示空间频率(单位：lp/mm)，纵轴表示MTF值。从图中可以看出，本实施例的MTF值在全视场内均在0.2以上，在0～160lp/mm的范围内，从中心至边缘视场的过程中MTF曲线均匀平滑下降，在低频和高频情况下都具有较好地成像品质和较好地细节分辨能力。

实施例2

请参阅图9和图13，所示为本发明实施例2中提供的变焦镜头的结构示意图，该变焦镜头沿光轴从物侧到成像面依次包括：光阑ST、具有正光焦度的第一透镜组G1、具有负光焦度的第二透镜组G2以及滤光片A1。

第一透镜组G1包括：

具有正光焦度的第一透镜L1，其物侧面S1和像侧面S2均为凸面；

具有负光焦度的第二透镜L2，其物侧面S3为凸面，像侧面S4为凹面；

具有负光焦度的第三透镜L3，其物侧面S5为凸面，像侧面S6为凹面；

具有负光焦度的第四透镜L4，其物侧面S7为凸面，像侧面S8为凹面；

具有负光焦度的第五透镜L5，其物侧面S9为凹面，像侧面S10为凸面。

第二透镜组G2包括：

具有正光焦度的第六透镜L6，其物侧面S11为凹面，像侧面S12为凸面；

具有负光焦度的第七透镜L7，其物侧面S13和像侧面S14均为凹面。

滤光片A1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。

其中，第一透镜组G1与第二透镜组G2可沿光轴移动，即调节第一透镜组G1与第二透镜组G2在光轴上的间隔距离，用于实现变焦镜头在广角状态和长焦状态之间的光学变焦。

实施例2中的变焦镜头中各透镜的相关参数如表4所示。

表4

实施例2中的变焦镜头的非球面透镜的面型参数如表5所示。

表5

实施例2中的变焦镜头的可变间距值如表6所示：

表6

面号	广角状态	长焦状态
			CT1	4.99	0.33
CT2	0.23	10.52

在本实施例中，变焦镜头处于广角状态时的有效焦距f_W＝12.02mm，最大视场角FOV_W＝42°；变焦镜头处于长焦状态时的有效焦距f_T＝21.80mm，最大视场角FOV_T＝22°。变焦镜头可在12.02mm～21.80mm焦距范围内实现连续变焦。

图10示出了实施例2中变焦镜头广角状态的场曲曲线图，其表示不同波长的光线在子午像面和弧矢像面的弯曲程度，横轴表示偏移量(单位：mm)，纵轴表示半视场角(单位：°)。从图中可以看出，子午像面和弧矢像面的场曲控制在±0.06mm以内，说明变焦镜头广角状态能够良好地矫正场曲。

图11示出了实施例2中变焦镜头广角状态的F-Tanθ畸变曲线，其表示不同波长的光线在成像面上不同像高处的F-Tanθ畸变，横轴表示F-Tanθ畸变(单位：％)，纵轴表示半视场角(单位：°)。从图中可以看出，变焦镜头的F-Tanθ畸变控制在±10％以内，说明变焦镜头广角状态能够良好地矫正F-Tanθ畸变。

图12示出了实施例2中变焦镜头广角状态的调制传递函数(MTF)曲线图，其表示表示各视场下不同空间频率的镜头成像调制度，横轴表示空间频率(单位：lp/mm)，纵轴表示MTF值。从图中可以看出，本实施例的MTF值在全视场内均在0.5以上，在0～160lp/mm的范围内，从中心至边缘视场的过程中MTF曲线均匀平滑下降，在低频和高频情况下都具有极好地成像品质和极好地细节分辨能力。

图14示出了实施例2中变焦镜头长焦状态的场曲曲线图，其表示不同波长的光线在子午像面和弧矢像面的弯曲程度，横轴表示偏移量(单位：mm)，纵轴表示半视场角(单位：°)。从图中可以看出，子午像面和弧矢像面的场曲控制在±0.12mm以内，说明变焦镜头长焦状态能够较好地矫正场曲。

图15示出了实施例2中变焦镜头长焦状态的F-Tanθ畸变曲线，其表示不同波长的光线在成像面上不同像高处的F-Tanθ畸变，横轴表示F-Tanθ畸变(单位：％)，纵轴表示半视场角(单位：°)。从图中可以看出，变焦镜头的F-Tanθ畸变控制在±3％以内，说明变焦镜头长焦状态能够极好地矫正F-Tanθ畸变。

图16示出了实施例2中变焦镜头长焦状态的调制传递函数(MTF)曲线图，其表示表示各视场下不同空间频率的镜头成像调制度，横轴表示空间频率(单位：lp/mm)，纵轴表示MTF值。从图中可以看出，本实施例的MTF值在全视场内均在0.3以上，在0～160lp/mm的范围内，从中心至边缘视场的过程中MTF曲线均匀平滑下降，在低频和高频情况下都具有较好地成像品质和较好地细节分辨能力。

实施例3

请参阅图17和图21，所示为本发明实施例3中提供的变焦镜头的结构示意图，该变焦镜头沿光轴从物侧到成像面依次包括：光阑ST、具有正光焦度的第一透镜组G1、具有负光焦度的第二透镜组G2以及滤光片A1。

第一透镜组G1包括：

具有正光焦度的第一透镜L1，其物侧面S1和像侧面S2均为凸面；

具有负光焦度的第二透镜L2，其物侧面S3为凸面，像侧面S4为凹面；

具有负光焦度的第三透镜L3，其物侧面S5为凸面，像侧面S6为凹面；

具有负光焦度的第四透镜L4，其物侧面S7为凸面，像侧面S8为凹面；

具有负光焦度的第五透镜L5，其物侧面S9为凹面，像侧面S10为凸面。

第二透镜组G2包括：

具有正光焦度的第六透镜L6，其物侧面S11为凹面，像侧面S12为凸面；

具有负光焦度的第七透镜L7，其物侧面S13为凸面，像侧面S14为凹面。

滤光片A1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。

其中，第一透镜组G1与第二透镜组G2可沿光轴移动，即调节第一透镜组G1与第二透镜组G2在光轴上的间隔距离，用于实现变焦镜头在广角状态和长焦状态之间的光学变焦。

实施例3中的变焦镜头中各透镜的相关参数如表7所示。

表7

实施例3中的变焦镜头的非球面透镜的面型参数如表8所示。

表8

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实施例3中的变焦镜头的可变间距值如表9所示：

表9

面号	广角状态	长焦状态
			CT1	5.03	0.34
CT2	0.24	10.57

在本实施例中，变焦镜头处于广角状态时的有效焦距f_W＝12.07mm，最大视场角FOV_W＝42°；变焦镜头处于长焦状态时的有效焦距f_T＝21.81mm，最大视场角FOV_T＝22°。变焦镜头可在12.07mm～21.81mm焦距范围内实现连续变焦。

图18示出了实施例3中变焦镜头广角状态的场曲曲线图，其表示不同波长的光线在子午像面和弧矢像面的弯曲程度，横轴表示偏移量(单位：mm)，纵轴表示半视场角(单位：°)。从图中可以看出，子午像面和弧矢像面的场曲控制在±0.05mm以内，说明变焦镜头广角状态能够极好地矫正场曲。

图19示出了实施例3中变焦镜头广角状态的F-Tanθ畸变曲线，其表示不同波长的光线在成像面上不同像高处的F-Tanθ畸变，横轴表示F-Tanθ畸变(单位：％)，纵轴表示半视场角(单位：°)。从图中可以看出，变焦镜头的F-Tanθ畸变控制在±8％以内，说明变焦镜头广角状态能够良好地矫正F-Tanθ畸变。

图20示出了实施例3中变焦镜头广角状态的调制传递函数(MTF)曲线图，其表示表示各视场下不同空间频率的镜头成像调制度，横轴表示空间频率(单位：lp/mm)，纵轴表示MTF值。从图中可以看出，本实施例的MTF值在全视场内均在0.5以上，在0～160lp/mm的范围内，从中心至边缘视场的过程中MTF曲线均匀平滑下降，在低频和高频情况下都具有极好地成像品质和极好地细节分辨能力。

图22示出了实施例3中变焦镜头长焦状态的场曲曲线图，其表示不同波长的光线在子午像面和弧矢像面的弯曲程度，横轴表示偏移量(单位：mm)，纵轴表示半视场角(单位：°)。从图中可以看出，子午像面和弧矢像面的场曲控制在±0.12mm以内，说明变焦镜头长焦状态能够较好地矫正场曲。

图23示出了实施例3中变焦镜头长焦状态的F-Tanθ畸变曲线，其表示不同波长的光线在成像面上不同像高处的F-Tanθ畸变，横轴表示F-Tanθ畸变(单位：％)，纵轴表示半视场角(单位：°)。从图中可以看出，变焦镜头的F-Tanθ畸变控制在±3％以内，说明变焦镜头长焦状态能够极好地矫正F-Tanθ畸变。

图24示出了实施例3中变焦镜头长焦状态的调制传递函数(MTF)曲线图，其表示表示各视场下不同空间频率的镜头成像调制度，横轴表示空间频率(单位：lp/mm)，纵轴表示MTF值。从图中可以看出，本实施例的MTF值在全视场内均在0.3以上，在0～160lp/mm的范围内，从中心至边缘视场的过程中MTF曲线均匀平滑下降，在低频和高频情况下都具有较好地成像品质和较好地细节分辨能力。

请参阅表10，为上述各实施例对应的光学特性，包括所述变焦镜头的有效焦距f、光学总长TTL、光圈数FNO、真实像高IH、视场角FOV以及与所述实施例中每个条件式对应的数值。

表10

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (15)

1.一种变焦镜头，共两组透镜组，其特征在于，沿光轴从物侧到成像面依次为：光阑、第一透镜组、第二透镜组以及滤光片；所述第一透镜组和所述第二透镜组均包括至少一片透镜，所述第一透镜组和所述第二透镜组均能沿着所述变焦镜头的光轴移动；所述第一透镜组的焦距f_G1与所述第二透镜组的焦距f_G2满足：0.7＜|f_G1/f_G2|＜1.0。

2.根据权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，所述第一透镜组具有正光焦度。

3.根据权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，所述第二透镜组具有负光焦度。

4.根据权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，所述第一透镜组包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜，所述第二透镜组包括第六透镜、第七透镜。

5.根据权利要求4所述的变焦镜头，其特征在于，所述第一透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面。

6.根据权利要求4所述的变焦镜头，其特征在于，所述第二透镜具有负光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面。

7.根据权利要求4所述的变焦镜头，其特征在于，所述第三透镜具有负光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面。

8.根据权利要求4所述的变焦镜头，其特征在于，所述第六透镜具有正光焦度，其物侧面为凹面，像侧面为凸面。

9.根据权利要求4所述的变焦镜头，其特征在于，所述第七透镜具有负光焦度，其像侧面为凹面。

10.根据权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，所述变焦镜头广角状态的有效焦距f_W与长焦状态下的有效焦距f_T满足：f_T/f_W＜2.0。

11.根据权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，所述变焦镜头广角状态的最大视场角FOV_W满足：42°≤FOV_W；长焦状态的最大视场角FOV_T满足：FOV_T≤22°。

12.根据权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，所述变焦镜头的光圈值FNO满足：2.5＜FNO＜4.5。

13.根据权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，变焦镜头广角状态的光学总长TTL_W与长焦状态下的光学总长TTL_T满足：TTL_T/TTL_W＜0.8。

14.根据权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，变焦镜头的光学总长TTL与有效焦距f满足：0.7＜TTL/f＜1.1。

15.根据权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，变焦镜头最大视场角所对应的真实像高IH与有效焦距f满足：0.35＜IH/f＜0.75。

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