CN220105405U - 变焦镜头 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种变焦镜头,其沿着光轴由物侧至像侧依序包括:具有负光焦度的第一透镜组、具有正光焦度的第二透镜组、具有负光焦度的第三透镜组和具有正光焦度的第四透镜组。第一透镜组为固定组,相对于变焦镜头的成像面的位置固定。第二透镜组为变倍组,沿光轴在物侧和像侧之间移动,以实现连续变焦,其中第二透镜组包括具有正光焦度的第六透镜,其物侧面为凸面,像侧面为凸面;以及具有负光焦度的第七透镜,其物侧面为凹面,像侧面为凸面。第三透镜组为固定组,相对于变焦镜头的成像面的位置固定。第四透镜组为补偿组,沿光轴作与第二透镜组的移动相应的非线性移动,以实现补偿作用;变焦镜头满足:0.95≤F67/FII≤1.10。
Description
技术领域
本申请涉及光学元件领域,具体地,涉及一种变焦镜头。
背景技术
随着科学技术的不断进步以及社会的不断发展,近年来,光学镜头也得到了迅猛发展,被广泛应用在智能交通、视频会议、车载监控、安防监控等各个领域。与此同时,用户对光学镜头的品质要求也越来越高。特别地,用户对变焦镜头提出了更高的要求。
然而,目前市场上的变焦镜头普遍存在以下缺陷:1)现有的变焦镜头虽然能达到小型化要求,但是不能实现连续变焦;2)现有的变焦镜头不能够适应夜间或阴雨天较暗的环境;3)现有的变焦镜头在高低温环境下需要重新对焦;4)现有的变焦镜头为了追求高像素和大角度,会导致镜头尺寸过大,光学总长过长,不满足小型化需求;以及5)现有的变焦镜头处于广角状态时光圈较小。
因此,如何设计一款在满足小型化的基础上,还可以实现广角状态时大光圈、连续变焦、可见光与红外光共焦、广角状态时大视场角以及像质优良等至少之一特性的变焦镜头,是目前诸多镜头设计者亟待解决的难题之一。
实用新型内容
本申请一方面提供了这样一种变焦镜头,该变焦镜头沿着光轴由物侧至像侧依序包括:具有负光焦度的第一透镜组、具有正光焦度的第二透镜组、具有负光焦度的第三透镜组和具有正光焦度的第四透镜组。第一透镜组为固定组,相对于变焦镜头的成像面的位置固定。第二透镜组为变倍组,沿光轴在物侧和像侧之间移动,以实现连续变焦。第二透镜组包括具有正光焦度的第六透镜,其物侧面为凸面,像侧面为凸面;以及具有负光焦度的第七透镜,其物侧面为凹面,像侧面为凸面。第三透镜组为固定组,相对于变焦镜头的成像面的位置固定;以及第四透镜组为补偿组,沿光轴作与第二透镜组的移动相应的非线性移动,以实现补偿作用。变焦镜头可满足:0.95≤F67/FII≤1.10,其中,F67是第六透镜和第七透镜的组合有效焦距,FII是第二透镜组的有效焦距。
在一个实施方式中,第一透镜组沿着光轴由物侧至像侧依序包括:具有负光焦度的第一透镜;具有负光焦度的第二透镜;具有正光焦度的第三透镜。
在一个实施方式中,第二透镜组沿着光轴由物侧至像侧依序包括:具有正光焦度的第四透镜;具有负光焦度的第五透镜;第六透镜;以及第七透镜。
在一个实施方式中,第三透镜组包括:具有负光焦度的第八透镜。
在一个实施方式中,第四透镜组包括:具有正光焦度的第九透镜。
在一个实施方式中,第一透镜的像侧面为凹面;第二透镜的物侧面为凸面,像侧面为凹面;以及第三透镜的物侧面为凸面。
在一个实施方式中,第四透镜的物侧面为凸面,像侧面为凸面;以及第五透镜的像侧面为凹面。
在一个实施方式中,第八透镜的物侧面为凸面,像侧面为凹面。
在一个实施方式中,第九透镜的物侧面为凸面,像侧面为凸面。
在一个实施方式中,变焦镜头可满足:-1.75≤FI/Fw≤-1.4,其中,FI是第一透镜组的有效焦距,Fw是变焦镜头处于广角状态时的总有效焦距。
在一个实施方式中,变焦镜头可满足:0.85≤(R11+R12)/(R11-R12)≤1.30,其中,R11是第一透镜的物侧面的曲率半径,R12是第一透镜的像侧面的曲率半径。
在一个实施方式中,变焦镜头可满足:0.24≤FII/TTL≤0.26,其中,FII是第二透镜组的有效焦距,TTL是第一透镜的物侧面的中心至变焦镜头的成像面在光轴上的距离。
在一个实施方式中,变焦镜头可满足:1.53≤FII/Δd2≤1.65,其中,FII是第二透镜组的有效焦距,Δd2是第二透镜组沿光轴的位置可调的最远距离。
在一个实施方式中,变焦镜头可满足:-1.00≤F2/F3≤-0.7,其中,F2是第二透镜的有效焦距,F3是第三透镜的有效焦距。
在一个实施方式中,变焦镜头可满足:-5.00≤(R51+R52)/R61≤2.00,其中,R51是第五透镜的物侧面的曲率半径,R52是第五透镜的像侧面的曲率半径,R61是第六透镜的物侧面的曲率半径。
在一个实施方式中,变焦镜头可满足:-1.60≤F8/F9≤-1.15,其中,F8是第八透镜的有效焦距,F9是第九透镜的有效焦距。
在一个实施方式中,变焦镜头可满足:0.18≤Dmax/TTL≤0.24,其中,Dmax是变焦镜头在变倍过程中的有效通光全口径的最大值,TTL是第一透镜的物侧面的中心至变焦镜头的成像面在光轴上的距离。
在一个实施方式中,变焦镜头可满足:0.23≤Ft/TTL≤0.25,其中,Ft是变焦镜头处于望远状态时的总有效焦距,TTL是第一透镜的物侧面的中心至变焦镜头的成像面在光轴上的距离。
在一个实施方式中,变焦镜头可满足:Nd3≥1.64,其中,Nd3是第三透镜的折射率。
在一个实施方式中,变焦镜头可满足:1.47≤Nd6≤1.62和58≤Vd6≤86,其中,Nd6是第六透镜的折射率,Vd6是第六透镜的阿贝数。
在一个实施方式中,变焦镜头可满足:1.60≤Nd7≤1.69和22≤Vd7≤48,其中,Nd7是第七透镜的折射率,Vd7是第七透镜的阿贝数。
在本申请示例性实施方式中,通过合理设置第一透镜组至第四透镜组的透镜组成以及各透镜组和各透镜的光焦度、第二透镜组和第四透镜组的位置以及主要技术参数等,可以使本申请提供的变焦镜头具有连续变焦、可见光和红外光共焦、高低温不虚焦、小型化、在广角状态时大视场角、低成本、在广角状态时大光圈以及像质优良等至少之一的有益效果。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述,本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1是根据本申请实施例1的变焦镜头的结构示意图;
图2是根据本申请实施例2的变焦镜头的结构示意图;
图3是根据本申请实施例3的变焦镜头的结构示意图;以及
图4是根据本申请实施例4的变焦镜头的结构示意图。
具体实施方式
为了更好地理解本申请,将参考附图对本申请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申请的示例性实施方式的描述,而非以任何方式限制本申请的范围。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。
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申请。
以下对本申请的特征、原理和其他方面进行详细描述。
根据本申请示例性实施方式的变焦镜头可包括四个具有光焦度的透镜组,分别是第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组。这四个透镜组沿着光轴从物侧至像侧依序排列。第一透镜组可包括三片具有光焦度的透镜,分别是第一透镜、第二透镜和第三透镜。第二透镜组可包括四片具有光焦度的透镜,分别是第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜。第三透镜组可包括一片具有光焦度的透镜如第八透镜。第四透镜组可包括一片具有光焦度的透镜如第九透镜。这九片透镜沿着光轴从物侧至像侧依序排列。
在示例性实施方式中,第二透镜组沿光轴的位置可调,即第二透镜组沿光轴可从像侧向物侧移动或从物侧向像侧移动,以使变焦镜头进行连续变焦。具体地,通过改变第二透镜组在光轴上的位置,可以实现变焦镜头从广角状态切换为望远状态或者从望远状态切换为广角状态,以使变焦镜头进行连续变焦。示例性地,通过调节第三透镜和第四透镜在光轴上的间隔距离、和/或第七透镜和第八透镜在光轴上的间隔距离来调整变焦镜头的焦距,使变焦镜头具有较佳的成像位置,以实现变焦镜头的连续变焦,使变焦镜头距被摄物体不同距离时均能清晰成像。
在示例性实施方式中,第四透镜组沿光轴的位置可调,例如,第四透镜组可沿光轴作与第二透镜组的移动相应的非线性移动,以实现补偿作用,使变焦镜头在连续变焦过程中成像质量稳定。具体地,通过使第四透镜组相应于第二透镜组作非线性移动,以用于对焦或调焦,实现像面校正,保证该变焦镜头在变焦过程中,其成像面上的成像质量一直处于稳定状态。示例性地,通过调节第八透镜和第九透镜在光轴上的间隔距离、和/或第九透镜和成像面在光轴上的间隔距离来调整变焦镜头的焦距,使变焦镜头具有较佳的成像位置,以实现变焦镜头的连续变焦,使变焦镜头距被摄物体不同距离时均能清晰成像。
在本申请中,变焦镜头的广角状态可以是变焦镜头的成像面距被摄物体最近时(相比于距被摄物体最远时)的状态。变焦镜头的望远状态可以是变焦镜头的成像面距被摄物体最远时(相比于距被摄物体最近时)的状态。变焦镜头可以是在保持物距不变的情况下,通过放大或缩小镜头的焦距来进行广角状态和望远状态之间的变化。变焦镜头处于广角状态时,物距不变,拍摄范围最广。变焦镜头处于望远状态时,物距不变,拍摄范围最小且物体成像最大。
在示例性实施方式中,第一透镜组可具有负光焦度。第一透镜组可为固定组。第一透镜组沿光轴的位置可以是固定的,即第一透镜组相对于成像面位置固定。第一透镜组的这种设置,有利于增大变焦镜头的视场角,使变焦镜头处于广角状态时具有大视场角的特性,例如变焦镜头处于广角状态时的视场角可超过或等于140°。
在示例性实施方式中,第二透镜组可具有正光焦度。第二透镜组可为变倍组。第二透镜组沿光轴的位置可调,即第二透镜组沿光轴可从像侧向物侧移动或从物侧向像侧移动,以实现连续变焦。第二透镜组的这种设置,有利于使变焦镜头从广角状态切换为望远状态或者从望远状态切换为广角状态,以使变焦镜头进行连续变焦。
在示例性实施方式中,第三透镜组可具有负光焦度。第三透镜组可为固定组。第三透镜组沿光轴的位置可以是固定的,即第三透镜组相对于成像面位置固定。第三透镜组的这种设置,有利于校正轴外像差。
在示例性实施方式中,第四透镜组可具有正光焦度。第四透镜组可为补偿组。第四透镜组可沿光轴作与第二透镜组的移动相应的非线性移动,以实现补偿作用。第四透镜组的这种设置,有利于利用第四透镜组进行对焦或调焦,实现像面校正,保证该变焦镜头在变焦过程中,其成像面上的成像质量一直处于稳定状态。
在示例性实施方式中,第一透镜可具有负光焦度。第一透镜的像侧面可为凹面。第一透镜的这种光焦度和面型设置,有利于使第一透镜尽可能多地汇聚大视场角入射光线进入该变焦镜头中,使变焦镜头处于广角状态时具有大视场角的特性,例如变焦镜头处于广角状态时的视场角可超过或等于140°。示例性地,第一透镜可采用玻璃材质透镜,有利于校正色差。
在示例性实施方式中,第二透镜可具有负光焦度。第二透镜的物侧面可为凸面,像侧面可为凹面。第二透镜的这种光焦度和面型设置,可以有效控制变焦镜头中入射光线的走势,可以有效校正球差和轴外像差,提升镜头像质。
在示例性实施方式中,第三透镜可具有正光焦度。第三透镜的物侧面可为凸面。第三透镜的这种光焦度和面型设置,有利于校正各种像差,提升镜头的解像力。示例性地,具有正光焦度且物侧面为凸面的第三透镜搭配具有负光焦度且物侧面为凸面、像侧面为凹面的第二透镜,既有利于实现无热化效果,又有利于有效降低镜头的公差敏感度,提升镜头的生产组装良率。
在示例性实施方式中,第四透镜可具有正光焦度。第四透镜的物侧面可为凸面,像侧面可为凸面。第四透镜的这种光焦度和面型设置,有利于校正变焦镜头的球差,大幅度提升像质。
在示例性实施方式中,第五透镜可具有负光焦度。第五透镜的像侧面可为凹面。第五透镜的这种光焦度和面型设置,有利于平衡球差、场曲等各种像差,使成像画面均匀、清晰。示例性地,具有负光焦度的第五透镜搭配具有正光焦度的第四透镜,既有利于实现无热化效果,又有利于保证MTF中心视场曲线峰值较高,提升镜头的性能。
在示例性实施方式中,第六透镜可具有正光焦度。第六透镜的物侧面可为凸面,像侧面可为凸面。第六透镜的这种光焦度和面型设置,可以有效地校正色差、球差和垂轴色差,提升镜头的解像力。
在示例性实施方式中,第七透镜可具有负光焦度。第七透镜的物侧面可为凹面,像侧面可为凸面。第七透镜的这种光焦度和面型设置,有利于校正色差。示例性地,具有负光焦度且物侧面为凹面、像侧面为凸面的第七透镜搭配具有正光焦度且物侧面为凸面、像侧面为凸面的第六透镜,有利于实现镜头在白天环境下的色彩还原性高,无明显紫边,同时可以保证在夜晚环境下像质清晰、不虚焦。
在示例性实施方式中,第八透镜可具有负光焦度。第八透镜的物侧面可为凸面,像侧面可为凹面。第八透镜的这种光焦度和面型设置,有利于校正场曲和像散,提升画面的均匀性。
在示例性实施方式中,第九透镜可具有正光焦度。第九透镜的物侧面可为凸面,像侧面可为凸面。示例性地,具有正光焦度的第九透镜搭配具有负光焦度的第八透镜,有利于实现无热化效果。
本申请通过合理设置各透镜组的光焦度以及各透镜的光焦度和面型,有利于变焦镜头在距被摄物体不同距离时,均可以具有较好的矫正光学像差和色差的能力,同时有利于降低系统的公差敏感度,提高画面的均匀性等效果。
在本申请示例性实施方式中,根据本申请的变焦镜头可满足:0.95≤F67/FII≤1.10,其中,F67是第六透镜和第七透镜的组合有效焦距,FII是第二透镜组的有效焦距。满足0.95≤F67/FII≤1.10,可以通过合理调控第六透镜和第七透镜的组合有效焦距与第二透镜组的有效焦距的分配方式,来有效控制光线的走势,降低变焦镜头的公差敏感度,提升镜头的生产组装良率。
在本申请示例性实施方式中,根据本申请的变焦镜头可满足:-1.75≤FI/Fw≤-1.4,其中,FI是第一透镜组的有效焦距,Fw是变焦镜头处于广角状态时的总有效焦距。满足-1.75≤FI/Fw≤-1.4,有利于使大角度入射光线汇聚进入变焦镜头中,有效增大变焦镜头的视场角,使变焦镜头处于广角状态时具有大视场角的特性,例如变焦镜头处于广角状态时的视场角可超过或等于140°。
在本申请示例性实施方式中,根据本申请的变焦镜头可满足:0.85≤(R11+R12)/(R11-R12)≤1.30,其中,R11是第一透镜的物侧面的曲率半径,R12是第一透镜的像侧面的曲率半径。满足0.85≤(R11+R12)/(R11-R12)≤1.30,可通过合理控制第一透镜物侧面和像侧面的曲率半径,使第一透镜可以汇聚更多视场的入射光线,提高成像亮度。
在本申请示例性实施方式中,根据本申请的变焦镜头可满足:0.24≤FII/TTL≤0.26,其中,FII是第二透镜组的有效焦距,TTL是第一透镜的物侧面的中心至变焦镜头的成像面在光轴上的距离。满足0.24≤FII/TTL≤0.26,可以有效校正球差和轴外像差,有利于提升像质。
在本申请示例性实施方式中,根据本申请的变焦镜头可满足:1.53≤FII/Δd2≤1.65,其中,FII是第二透镜组的有效焦距,Δd2是第二透镜组沿光轴的位置可调的最远距离,即Δd2是第二透镜组从广角状态切换为望远状态或者从望远状态切换为广角状态在光轴上移动的最远距离。满足1.53≤FII/Δd2≤1.65,有利于提升镜头的变焦效率,使得变焦反应更快,有利于提高镜头的变焦灵敏度。
在本申请示例性实施方式中,根据本申请的变焦镜头可满足:-1.00≤F2/F3≤-0.7,其中,F2是第二透镜的有效焦距,F3是第三透镜的有效焦距。满足-1.00≤F2/F3≤-0.7,有利于使第二透镜和第三透镜之间可以互相补偿高低温环境带来的不利影响,进而有利于实现无热化效果。
在本申请示例性实施方式中,根据本申请的变焦镜头可满足:-5.00≤(R51+R52)/R61≤2.00,其中,R51是第五透镜的物侧面的曲率半径,R52是第五透镜的像侧面的曲率半径,R61是第六透镜的物侧面的曲率半径。满足-5.00≤(R51+R52)/R61≤2.00,可以有效地使变焦镜头具有较大的入瞳直径,从而使变焦镜头处于广角状态时具有大光圈等特性,例如变焦镜头处于广角状态时的光圈值FNO_w可小于等于1.76。
在本申请示例性实施方式中,根据本申请的变焦镜头可满足:-1.60≤F8/F9≤-1.15,其中,F8是第八透镜的有效焦距,F9是第九透镜的有效焦距。满足-1.60≤F8/F9≤-1.15,既有利于校正场曲和像散,使镜头在变焦过程中始终保持均匀清晰的画面,提升成像质量,又有利于使第八透镜和第九透镜之间可以互相补偿高低温环境带来的不利影响,达到无热化效果。
在本申请示例性实施方式中,根据本申请的变焦镜头可满足:0.18≤Dmax/TTL≤0.24,其中,Dmax是变焦镜头在变倍过程中的有效通光全口径的最大值,TTL是第一透镜的物侧面的中心至变焦镜头的成像面在光轴上的距离。满足0.18≤Dmax/TTL≤0.24,可以在保证第一透镜的物侧面的中心至变焦镜头的成像面在光轴上的距离TTL一定的情况下,通过控制变焦镜头在变倍(即变焦)过程中的最大有效通光全口径,来使得镜头最大有效通光全口径较小,进而有利于实现镜头小型化。
在本申请示例性实施方式中,根据本申请的变焦镜头可满足:0.23≤Ft/TTL≤0.25,其中,Ft是变焦镜头处于望远状态时的总有效焦距,TTL是第一透镜的物侧面的中心至变焦镜头的成像面在光轴上的距离。满足0.23≤Ft/TTL≤0.25,可以在保证变焦镜头处于望远状态时的总有效焦距一定的情况下,通过控制第一透镜的物侧面的中心至变焦镜头的成像面在光轴上的距离TTL,使镜头的光学总长较小,进而有利于实现小型化。例如,第一透镜的物侧面的中心至变焦镜头的成像面在光轴上的距离TTL可满足TTL≤26mm。
在本申请示例性实施方式中,根据本申请的变焦镜头可满足:Nd3≥1.64,其中,Nd3是第三透镜的折射率。满足Nd3≥1.64,有利于使第三透镜为折射率较高的塑胶非球面镜片,进而有利于使第三透镜校正大光圈带来的球差,提升像质。
在本申请示例性实施方式中,根据本申请的变焦镜头可满足:1.47≤Nd6≤1.62和58≤Vd6≤86,其中,Nd6是第六透镜的折射率,Vd6是第六透镜的阿贝数。满足1.47≤Nd6≤1.62和58≤Vd6≤86,有利于使第六透镜为具有低折射率的透镜,进而可以有效降低生产成本。
在本申请示例性实施方式中,根据本申请的变焦镜头可满足:1.60≤Nd7≤1.69和22≤Vd7≤48,其中,Nd7是第七透镜的折射率,Vd7是第七透镜的阿贝数。本申请通过合理搭配第七透镜与第六透镜的光焦度、面型以及材料,有利于有效降低镜头色差,既可以使镜头在可见光下具有像质对比度较高的特点,又可以使镜头在夜晚光线不足时,亦可清晰成像,满足可见光与红外光共焦的要求。
在示例性实施方式中,根据本申请的变焦镜头还包括设置在第五透镜与第六透镜之间的光阑。本申请通过将光阑设置于第五透镜和第六透镜之间,且可随第二透镜组移动,有利于使变焦镜头形成对称式的光学结构,可有效收束进入变焦镜头的光线,减小变焦镜头的最大通光口径,同时有效缩短光学系统总长,使第一透镜的物侧面的中心至变焦镜头的成像面在光轴上的距离TTL≤26mm,有利于实现镜头小型化。
在示例性实施方式中,第六透镜和第七透镜可胶合形成的胶合透镜。在本申请中,通过设置胶合透镜,有利于控制光线的走势,降低变焦镜头的公差敏感度,提升生产组装良率;同时还可以有效校正系统色差,实现可见光与红外光共焦,大大提高成像质量。
在示例性实施方式中,第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第八透镜和第九透镜均可为塑胶非球面透镜。第一透镜、第六透镜和第七透镜均可为玻璃球面透镜。本申请通过采用玻璃透镜和塑胶透镜的混合搭配,有利于降低成本,同时有利于克服塑胶非球面透镜由于热膨胀系数大,容易在高低温环境下造成焦点漂移的困难,有利于实现镜头在-40℃~80℃温度范围内不虚焦,满足镜头在高低温环境下的使用要求。
在示例性实施方式中,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。本申请提出了一种在满足小型化、像质优良、大光圈、可见光与红外光共焦和在不同使用环境下光学性能稳定等特点的前提下,兼顾大视场角和低成本的变焦镜头。根据本申请的上述实施方式的变焦镜头可采用多片镜片,例如上文所述的九片。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,可有效地汇聚入射光线、降低成像镜头的光学总长并提高成像镜头的可加工性,使得变焦镜头更有利于生产加工。
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九个透镜为例进行了描述,但是该变焦镜头不限于包括九个透镜。如果需要,该变焦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实施例。
实施例1
以下参照图1描述根据本申请实施例1的变焦镜头。图1是根据本申请实施例1的变焦镜头的结构示意图。
如图1所示,变焦镜头由物侧至像侧依序包括:第一透镜组G1(第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3)、第二透镜组G2(第四透镜L4、第五透镜L5、光阑STO、第六透镜L6和第七透镜L7)、第三透镜组G3(第八透镜L8)、第四透镜组G4(第九透镜L9)、滤光片和/或保护玻璃CG和成像面。
第一透镜L1具有负光焦度,其物侧面为凹面,像侧面为凹面。第二透镜L2具有负光焦度,其物侧面为凸面,像侧面为凹面。第三透镜L3具有正光焦度,其物侧面为凸面,像侧面为凹面。第四透镜L4具有正光焦度,其物侧面为凸面,像侧面为凸面。第五透镜L5具有负光焦度,其物侧面为凹面,像侧面为凹面。第六透镜L6具有正光焦度,其物侧面为凸面,像侧面为凸面。第七透镜L7具有负光焦度,其物侧面为凹面,像侧面为凸面。第八透镜L8具有负光焦度,其物侧面为凸面,像侧面为凹面。第九透镜L9具有正光焦度,其物侧面为凸面,像侧面为凸面。第六透镜L6和第七透镜L7可胶合形成胶合透镜。来自物体的光依序穿过各表面(即依序穿过第一透镜L1的物侧面至滤光片和/或保护玻璃CG的像侧面)并最终成像在成像面上,其中,成像面处可设置有图像传感芯片IMA。滤光片和/或保护玻璃可用于校正色彩偏差和/或保护位于成像面上的图像传感芯片IMA。
表1示出了实施例1的变焦镜头的基本参数表,其中,曲率半径和厚度/距离的单位均为毫米(mm)。
表1
在本示例中,表面11为第一透镜的物侧面,表面12为第一透镜的像侧面。表面21为第二透镜的物侧面,表面22为第二透镜的像侧面。表面31为第三透镜的物侧面,表面32为第三透镜的像侧面。表面41为第四透镜的物侧面,表面42为第四透镜的像侧面。表面51为第五透镜的物侧面,表面52为第五透镜的像侧面。表面61为第六透镜的物侧面,表面62为第六透镜的像侧面。表面71为第七透镜的物侧面,表面72为第七透镜的像侧面。表面81为第八透镜的物侧面,表面82为第八透镜的像侧面。表面91为第九透镜的物侧面,表面92为第九透镜的像侧面。表面101为滤光片的物侧面,表面102为滤光片的像侧面。
在本示例中,通过改变第二透镜组和第四透镜组在光轴上的位置,可以使变焦镜头的总有效焦距随着距被摄物体的距离的变化而变化,从而实现变焦镜头的连续变焦。换言之,通过改变第一透镜组和第二透镜组在光轴上的间隔距离D1(即,第三透镜L3和第四透镜L4在光轴上的空气间隔)、第二透镜组和第三透镜组在光轴上的间隔距离D2(即,第七透镜L7和第八透镜L8在光轴上的空气间隔)、第三透镜组和第四透镜组在光轴上的间隔距离D3(即,第八透镜L8和第九透镜L9在光轴上的空气间隔)、第四透镜组和成像面在光轴上的间隔距离D4(即,第九透镜L9和滤光片CG在光轴上的空气间隔)来实现变焦镜头从广角状态切换为望远状态或者从望远状态切换为广角状态。
在本示例中,变焦镜头的总有效焦距f、最大视场角FOV、光圈值FNO随着变焦镜头从广角状态切换为望远状态或者从望远状态切换为广角状态而变化。
在本示例中,当变焦镜头处于广角状态时,变焦镜头的最大视场角FOV_w为143°,变焦镜头的光圈值FNO_w为1.59。
表2示出了实施例1的变焦镜头处于广角状态和望远状态时的第三透镜L3和第四透镜L4在光轴上的空气间隔D1、第七透镜L7和第八透镜L8在光轴上的空气间隔D2、第八透镜L8和第九透镜L9在光轴上的空气间隔D3、第九透镜L9和滤光片CG在光轴上的空气间隔D4,其中,D1、D2、D3和D4的单位均为毫米(mm)。
状态/参数 | D1 | D2 | D3 | D4 |
广角状态 | 4.456 | 0.380 | 1.307 | 4.398 |
望远状态 | 0.296 | 4.540 | 1.659 | 4.046 |
表2
在实施例1中,第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第八透镜L8和第九透镜L9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:
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给出了可用于实施例1中各非球面镜面的圆锥系数k和高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14和A16。
面号 | k | A4 | A6 | A8 | A10 | A12 | A14 | A16 |
表面21 | -2.15 | -9.29E-03 | 4.86E-04 | 5.87E-05 | -1.25E-05 | 8.66E-07 | -2.28E-08 | 0.00E+00 |
表面22 | 0.07 | -9.29E-03 | -5.35E-04 | 1.67E-04 | -1.75E-05 | 7.68E-07 | -1.72E-08 | 0.00E+00 |
表面31 | 0.12 | 3.29E-03 | -8.86E-04 | 7.37E-05 | 2.01E-06 | -6.57E-07 | 2.79E-08 | 0.00E+00 |
表面32 | -90.00 | 1.15E-04 | -1.34E-04 | 2.16E-05 | -2.67E-06 | 1.78E-07 | -3.75E-09 | 0.00E+00 |
表面41 | 0.67 | -9.20E-04 | 1.79E-05 | -3.19E-06 | 1.33E-06 | -1.06E-07 | 2.39E-09 | 0.00E+00 |
表面42 | 3789.01 | 8.04E-04 | 1.80E-04 | 1.43E-05 | -2.99E-06 | 2.41E-07 | -9.26E-09 | 0.00E+00 |
表面51 | 1.14 | 7.09E-03 | -1.73E-04 | 3.07E-05 | -8.90E-06 | 9.13E-07 | -3.60E-08 | 0.00E+00 |
表面52 | -24.78 | 9.67E-03 | -2.49E-04 | -1.56E-06 | 1.17E-06 | -2.06E-07 | 6.70E-09 | 0.00E+00 |
表面81 | 1.55 | -1.39E-02 | 8.20E-04 | -1.99E-05 | -2.79E-06 | 1.55E-07 | 2.46E-09 | 0.00E+00 |
表面82 | -1.40 | -1.15E-02 | 1.01E-03 | -1.02E-05 | -7.66E-06 | 7.04E-07 | -1.77E-08 | 0.00E+00 |
表面91 | -90.00 | 3.61E-03 | -9.69E-04 | 1.69E-04 | -2.70E-05 | 2.56E-06 | -1.20E-07 | 0.00E+00 |
表面92 | -1.88 | -1.30E-03 | -5.72E-05 | 2.50E-05 | -9.47E-06 | 1.10E-06 | -5.12E-08 | 0.00E+00 |
表3
实施例2
以下参照图2描述根据本申请实施例2的变焦镜头。在本实施例及以下实施例中,为简洁起见,将省略部分与实施例1相似的描述。图2示出了根据本申请实施例2的变焦镜头的结构示意图。
如图2所示,变焦镜头由物侧至像侧依序包括:第一透镜组G1(第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3)、第二透镜组G2(第四透镜L4、第五透镜L5、光阑STO、第六透镜L6和第七透镜L7)、第三透镜组G3(第八透镜L8)、第四透镜组G4(第九透镜L9)、滤光片和/或保护玻璃CG和成像面。
第一透镜L1具有负光焦度,其物侧面为凸面,像侧面为凹面。第二透镜L2具有负光焦度,其物侧面为凸面,像侧面为凹面。第三透镜L3具有正光焦度,其物侧面为凸面,像侧面为凹面。第四透镜L4具有正光焦度,其物侧面为凸面,像侧面为凸面。第五透镜L5具有负光焦度,其物侧面为凸面,像侧面为凹面。第六透镜L6具有正光焦度,其物侧面为凸面,像侧面为凸面。第七透镜L7具有负光焦度,其物侧面为凹面,像侧面为凸面。第八透镜L8具有负光焦度,其物侧面为凸面,像侧面为凹面。第九透镜L9具有正光焦度,其物侧面为凸面,像侧面为凸面。第六透镜L6和第七透镜L7可胶合形成胶合透镜。来自物体的光依序穿过各表面(即依序穿过第一透镜L1的物侧面至滤光片和/或保护玻璃CG的像侧面)并最终成像在成像面上,其中,成像面处可设置有图像传感芯片IMA。滤光片和/或保护玻璃可用于校正色彩偏差和/或保护位于成像面上的图像传感芯片IMA。
在本示例中,通过改变第二透镜组和第四透镜组在光轴上的位置,可以使变焦镜头的总有效焦距随着距被摄物体的距离的变化而变化,从而实现变焦镜头的连续变焦。换言之,通过改变第一透镜组和第二透镜组在光轴上的间隔距离D1(即,第三透镜L3和第四透镜L4在光轴上的空气间隔)、第二透镜组和第三透镜组在光轴上的间隔距离D2(即,第七透镜L7和第八透镜L8在光轴上的空气间隔)、第三透镜组和第四透镜组在光轴上的间隔距离D3(即,第八透镜L8和第九透镜L9在光轴上的空气间隔)、第四透镜组和成像面在光轴上的间隔距离D4(即,第九透镜L9和滤光片CG在光轴上的空气间隔)来实现变焦镜头从广角状态切换为望远状态或者从望远状态切换为广角状态。
在本示例中,变焦镜头的总有效焦距f、最大视场角FOV、光圈值FNO随着变焦镜头从广角状态切换为望远状态或者从望远状态切换为广角状态而变化。
在本示例中,当变焦镜头处于广角状态时,变焦镜头的最大视场角FOV_w为140°,变焦镜头的光圈值FNO_w为1.65。
表4示出了实施例2的变焦镜头的基本参数表,其中,曲率半径和厚度/距离的单位均为毫米(mm)。表5示出了实施例2的变焦镜头处于广角状态和望远状态时的第三透镜L3和第四透镜L4在光轴上的空气间隔D1、第七透镜L7和第八透镜L8在光轴上的空气间隔D2、第八透镜L8和第九透镜L9在光轴上的空气间隔D3、第九透镜L9和滤光片CG在光轴上的空气间隔D4,其中,D1、D2、D3和D4的单位均为毫米(mm)。下表6给出了可用于实施例2中各非球面镜面的圆锥系数k和高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14和A16。
表4
状态/参数 | D1 | D2 | D3 | D4 |
广角状态 | 4.549 | 0.614 | 1.228 | 4.192 |
望远状态 | 0.372 | 4.791 | 1.756 | 3.664 |
表5
面号 | k | A4 | A6 | A8 | A10 | A12 | A14 | A16 |
表面21 | -1.01 | -5.15E-03 | -4.15E-04 | 8.92E-05 | -7.62E-06 | 3.38E-07 | -6.92E-09 | 0.00E+00 |
表面22 | -0.60 | -8.01E-03 | -1.04E-03 | 1.68E-04 | -1.11E-05 | 4.51E-08 | 9.30E-09 | 0.00E+00 |
表面31 | -9.02 | 5.76E-03 | -4.95E-04 | 5.90E-08 | 7.14E-06 | -7.91E-07 | 2.72E-08 | 0.00E+00 |
表面32 | 18.14 | 2.88E-05 | -1.18E-04 | 1.71E-05 | -2.26E-06 | 2.09E-07 | -4.98E-09 | 0.00E+00 |
表面41 | 4.40 | 4.91E-04 | -1.71E-04 | 7.06E-05 | -9.41E-06 | 7.07E-07 | -2.83E-08 | 0.00E+00 |
表面42 | -9.13 | 3.72E-03 | 5.16E-04 | -6.56E-05 | 1.57E-05 | -1.73E-06 | 8.05E-08 | 0.00E+00 |
表面51 | -4.08 | 4.13E-05 | 4.42E-04 | -4.76E-06 | -7.10E-06 | 6.82E-07 | -1.78E-08 | 0.00E+00 |
表面52 | -0.65 | -1.52E-02 | 1.57E-03 | -1.32E-04 | -2.46E-06 | 1.09E-06 | -5.57E-08 | 0.00E+00 |
表面81 | -0.79 | -1.69E-02 | 9.09E-04 | 1.44E-04 | -4.30E-05 | 4.46E-06 | -1.70E-07 | 0.00E+00 |
表面82 | -1.21 | -1.76E-02 | 1.36E-03 | 1.09E-04 | -4.57E-05 | 5.08E-06 | -2.04E-07 | 0.00E+00 |
表面91 | -67.95 | 4.27E-03 | -1.27E-03 | 2.61E-04 | -4.02E-05 | 3.41E-06 | -1.37E-07 | 0.00E+00 |
表面92 | -1.57 | -6.52E-04 | -2.37E-04 | 5.66E-05 | -9.55E-06 | 7.41E-07 | -2.93E-08 | 0.00E+00 |
表6
实施例3
以下参照图3描述根据本申请实施例3的变焦镜头。图3示出了根据本申请实施例3的变焦镜头的结构示意图。
如图3所示,变焦镜头由物侧至像侧依序包括:第一透镜组G1(第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3)、第二透镜组G2(第四透镜L4、第五透镜L5、光阑STO、第六透镜L6和第七透镜L7)、第三透镜组G3(第八透镜L8)、第四透镜组G4(第九透镜L9)、滤光片和/或保护玻璃CG和成像面。
第一透镜L1具有负光焦度,其物侧面为凹面,像侧面为凹面。第二透镜L2具有负光焦度,其物侧面为凸面,像侧面为凹面。第三透镜L3具有正光焦度,其物侧面为凸面,像侧面为凸面。第四透镜L4具有正光焦度,其物侧面为凸面,像侧面为凸面。第五透镜L5具有负光焦度,其物侧面为凹面,像侧面为凹面。第六透镜L6具有正光焦度,其物侧面为凸面,像侧面为凸面。第七透镜L7具有负光焦度,其物侧面为凹面,像侧面为凸面。第八透镜L8具有负光焦度,其物侧面为凸面,像侧面为凹面。第九透镜L9具有正光焦度,其物侧面为凸面,像侧面为凸面。第六透镜L6和第七透镜L7可胶合形成胶合透镜。来自物体的光依序穿过各表面(即依序穿过第一透镜L1的物侧面至滤光片和/或保护玻璃CG的像侧面)并最终成像在成像面上,其中,成像面处可设置有图像传感芯片IMA。滤光片和/或保护玻璃可用于校正色彩偏差和/或保护位于成像面上的图像传感芯片IMA。
在本示例中,通过改变第二透镜组和第四透镜组在光轴上的位置,可以使变焦镜头的总有效焦距随着距被摄物体的距离的变化而变化,从而实现变焦镜头的连续变焦。换言之,通过改变第一透镜组和第二透镜组在光轴上的间隔距离D1(即,第三透镜L3和第四透镜L4在光轴上的空气间隔)、第二透镜组和第三透镜组在光轴上的间隔距离D2(即,第七透镜L7和第八透镜L8在光轴上的空气间隔)、第三透镜组和第四透镜组在光轴上的间隔距离D3(即,第八透镜L8和第九透镜L9在光轴上的空气间隔)、第四透镜组和成像面在光轴上的间隔距离D4(即,第九透镜L9和滤光片CG在光轴上的空气间隔)来实现变焦镜头从广角状态切换为望远状态或者从望远状态切换为广角状态。
在本示例中,变焦镜头的总有效焦距f、最大视场角FOV、光圈值FNO随着变焦镜头从广角状态切换为望远状态或者从望远状态切换为广角状态而变化。
在本示例中,当变焦镜头处于广角状态时,变焦镜头的最大视场角FOV_w为143°,变焦镜头的光圈值FNO_w为1.76。
表7示出了实施例3的变焦镜头的基本参数表,其中,曲率半径和厚度/距离的单位均为毫米(mm)。表8示出了实施例3的变焦镜头处于广角状态和望远状态时的第三透镜L3和第四透镜L4在光轴上的空气间隔D1、第七透镜L7和第八透镜L8在光轴上的空气间隔D2、第八透镜L8和第九透镜L9在光轴上的空气间隔D3、第九透镜L9和滤光片CG在光轴上的空气间隔D4,其中,D1、D2、D3和D4的单位均为毫米(mm)。下表9给出了可用于实施例3中各非球面镜面的圆锥系数k和高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14和A16。
表7
状态/参数 | D1 | D2 | D3 | D4 |
广角状态 | 4.785 | 0.299 | 1.262 | 4.414 |
望远状态 | 0.590 | 4.496 | 1.266 | 4.411 |
表8
面号 | k | A4 | A6 | A8 | A10 | A12 | A14 | A16 |
表面21 | -1.68 | -9.26E-03 | 4.69E-04 | 5.61E-05 | -1.25E-05 | 8.73E-07 | -2.30E-08 | 0.00E+00 |
表面22 | 0.06 | -9.17E-03 | -5.65E-04 | 1.66E-04 | -1.76E-05 | 7.61E-07 | -1.62E-08 | 0.00E+00 |
表面31 | -0.28 | 3.25E-03 | -8.68E-04 | 7.49E-05 | 2.03E-06 | -6.57E-07 | 2.72E-08 | 0.00E+00 |
表面32 | -87.83 | 1.61E-05 | -1.27E-04 | 2.32E-05 | -2.52E-06 | 1.82E-07 | -5.11E-09 | 0.00E+00 |
表面41 | 0.63 | -8.66E-04 | -2.44E-06 | -4.31E-06 | 1.27E-06 | -1.06E-07 | 3.21E-09 | 0.00E+00 |
表面42 | 4175.39 | 9.72E-04 | 2.25E-04 | 1.75E-05 | -2.93E-06 | 2.28E-07 | -1.24E-08 | 0.00E+00 |
表面51 | 33.27 | 6.72E-03 | -1.93E-04 | 3.10E-05 | -8.62E-06 | 9.18E-07 | -4.79E-08 | 0.00E+00 |
表面52 | -15.86 | 9.81E-03 | -2.44E-04 | -1.49E-06 | 8.81E-07 | -2.41E-07 | 1.54E-08 | 0.00E+00 |
表面81 | 1.75 | -1.44E-02 | 8.20E-04 | -6.77E-06 | -2.94E-06 | 7.90E-08 | 6.93E-09 | 0.00E+00 |
表面82 | -1.38 | -1.17E-02 | 1.01E-03 | -7.79E-06 | -6.43E-06 | 6.98E-07 | -2.88E-08 | 0.00E+00 |
表面91 | -44.08 | 3.65E-03 | -9.72E-04 | 1.70E-04 | -2.71E-05 | 2.52E-06 | -1.24E-07 | 0.00E+00 |
表面92 | -12.46 | -1.70E-03 | -1.33E-04 | 2.68E-05 | -7.34E-06 | 7.48E-07 | -3.76E-08 | 0.00E+00 |
表9
实施例4
以下参照图4描述根据本申请实施例4的变焦镜头。图4示出了根据本申请实施例4的变焦镜头的结构示意图。
如图4所示,变焦镜头由物侧至像侧依序包括:第一透镜组G1(第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3)、第二透镜组G2(第四透镜L4、第五透镜L5、光阑STO、第六透镜L6和第七透镜L7)、第三透镜组G3(第八透镜L8)、第四透镜组G4(第九透镜L9)、滤光片和/或保护玻璃CG和成像面。
第一透镜L1具有负光焦度,其物侧面为凹面,像侧面为凹面。第二透镜L2具有负光焦度,其物侧面为凸面,像侧面为凹面。第三透镜L3具有正光焦度,其物侧面为凸面,像侧面为凸面。第四透镜L4具有正光焦度,其物侧面为凸面,像侧面为凸面。第五透镜L5具有负光焦度,其物侧面为凹面,像侧面为凹面。第六透镜L6具有正光焦度,其物侧面为凸面,像侧面为凸面。第七透镜L7具有负光焦度,其物侧面为凹面,像侧面为凸面。第八透镜L8具有负光焦度,其物侧面为凸面,像侧面为凹面。第九透镜L9具有正光焦度,其物侧面为凸面,像侧面为凸面。第六透镜L6和第七透镜L7可胶合形成胶合透镜。来自物体的光依序穿过各表面(即依序穿过第一透镜L1的物侧面至滤光片和/或保护玻璃CG的像侧面)并最终成像在成像面上,其中,成像面处可设置有图像传感芯片IMA。滤光片和/或保护玻璃可用于校正色彩偏差和/或保护位于成像面上的图像传感芯片IMA。
在本示例中,通过改变第二透镜组和第四透镜组在光轴上的位置,可以使变焦镜头的总有效焦距随着距被摄物体的距离的变化而变化,从而实现变焦镜头的连续变焦。换言之,通过改变第一透镜组和第二透镜组在光轴上的间隔距离D1(即,第三透镜L3和第四透镜L4在光轴上的空气间隔)、第二透镜组和第三透镜组在光轴上的间隔距离D2(即,第七透镜L7和第八透镜L8在光轴上的空气间隔)、第三透镜组和第四透镜组在光轴上的间隔距离D3(即,第八透镜L8和第九透镜L9在光轴上的空气间隔)、第四透镜组和成像面在光轴上的间隔距离D4(即,第九透镜L9和滤光片CG在光轴上的空气间隔)来实现变焦镜头从广角状态切换为望远状态或者从望远状态切换为广角状态。
在本示例中,变焦镜头的总有效焦距f、最大视场角FOV、光圈值FNO随着变焦镜头从广角状态切换为望远状态或者从望远状态切换为广角状态而变化。
在本示例中,当变焦镜头处于广角状态时,变焦镜头的最大视场角FOV_w为143°,变焦镜头的光圈值FNO_w为1.74。
表10示出了实施例4的变焦镜头的基本参数表,其中,曲率半径和厚度/距离的单位均为毫米(mm)。表11示出了实施例4的变焦镜头处于广角状态和望远状态时的第三透镜L3和第四透镜L4在光轴上的空气间隔D1、第七透镜L7和第八透镜L8在光轴上的空气间隔D2、第八透镜L8和第九透镜L9在光轴上的空气间隔D3、第九透镜L9和滤光片CG在光轴上的空气间隔D4,其中,D1、D2、D3和D4的单位均为毫米(mm)。下表12给出了可用于实施例4中各非球面镜面的圆锥系数k和高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14和A16。
表10
状态/参数 | D1 | D2 | D3 | D4 |
广角状态 | 4.321 | 0.300 | 1.288 | 4.466 |
望远状态 | 0.299 | 4.322 | 2.143 | 3.611 |
表11
面号 | k | A4 | A6 | A8 | A10 | A12 | A14 | A16 |
表面21 | -3.97 | -9.42E-03 | 4.83E-04 | 5.88E-05 | -1.25E-05 | 8.64E-07 | -2.25E-08 | 0.00E+00 |
表面22 | 0.05 | -8.88E-03 | -5.42E-04 | 1.66E-04 | -1.76E-05 | 7.60E-07 | -1.73E-08 | 0.00E+00 |
表面31 | 0.92 | 3.47E-03 | -8.87E-04 | 7.43E-05 | 2.02E-06 | -6.59E-07 | 2.77E-08 | 0.00E+00 |
表面32 | -90.00 | -1.93E-04 | -1.12E-04 | 2.26E-05 | -2.60E-06 | 1.83E-07 | -3.07E-09 | 0.00E+00 |
表面41 | 0.67 | -8.95E-04 | 1.25E-05 | -3.60E-06 | 1.29E-06 | -1.09E-07 | 2.71E-09 | 0.00E+00 |
表面42 | 4380.35 | 9.55E-04 | 1.95E-04 | 1.52E-05 | -2.94E-06 | 2.44E-07 | -9.25E-09 | 0.00E+00 |
表面51 | -21.94 | 7.16E-03 | -1.64E-04 | 3.20E-05 | -8.73E-06 | 9.24E-07 | -3.76E-08 | 0.00E+00 |
表面52 | -24.95 | 9.62E-03 | -2.54E-04 | -1.39E-06 | 1.18E-06 | -2.06E-07 | 8.48E-09 | 0.00E+00 |
表面81 | 1.59 | -1.41E-02 | 8.20E-04 | -1.45E-05 | -3.11E-06 | 7.37E-08 | 6.42E-09 | 0.00E+00 |
表面82 | -1.43 | -1.16E-02 | 1.01E-03 | -1.18E-05 | -7.47E-06 | 7.06E-07 | -2.29E-08 | 0.00E+00 |
表面91 | -90.00 | 3.44E-03 | -9.79E-04 | 1.70E-04 | -2.68E-05 | 2.57E-06 | -1.19E-07 | 0.00E+00 |
表面92 | -0.96 | -1.42E-03 | -6.23E-05 | 2.32E-05 | -9.30E-06 | 1.14E-06 | -5.32E-08 | 0.00E+00 |
表12
综上,实施例1至实施例4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机器视觉系统的独立成像设备,也可以是集成在诸如机器视觉系统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。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解,本申请中所涉及的发明范围,并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案,同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下,由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
Claims (21)
1.变焦镜头,其特征在于,沿着光轴由物侧至像侧依序包括:
具有负光焦度的第一透镜组,所述第一透镜组为固定组,相对于所述变焦镜头的成像面的位置固定;
具有正光焦度的第二透镜组,所述第二透镜组为变倍组,沿所述光轴在所述物侧和所述像侧之间移动,以实现连续变焦,其中所述第二透镜组包括:
具有正光焦度的第六透镜,其物侧面为凸面,像侧面为凸面;以及
具有负光焦度的第七透镜,其物侧面为凹面,像侧面为凸面;
具有负光焦度的第三透镜组,所述第三透镜组为固定组,相对于所述变焦镜头的成像面的位置固定;以及
具有正光焦度的第四透镜组,所述第四透镜组为补偿组,沿所述光轴作与所述第二透镜组的移动相应的非线性移动,以实现补偿作用;
所述变焦镜头满足:0.95≤F67/FII≤1.10,其中,F67是所述第六透镜和所述第七透镜的组合有效焦距,FII是所述第二透镜组的有效焦距。
2.根据权利要求1所述的变焦镜头,其特征在于,所述第一透镜组沿着光轴由所述物侧至所述像侧依序包括:
具有负光焦度的第一透镜;
具有负光焦度的第二透镜;
具有正光焦度的第三透镜。
3.根据权利要求1所述的变焦镜头,其特征在于,所述第二透镜组沿着光轴由所述物侧至所述像侧依序包括:
具有正光焦度的第四透镜;
具有负光焦度的第五透镜;
所述第六透镜;以及
所述第七透镜。
4.根据权利要求1所述的变焦镜头,其特征在于,所述第三透镜组包括:具有负光焦度的第八透镜。
5.根据权利要求4所述的变焦镜头,其特征在于,所述第四透镜组包括:具有正光焦度的第九透镜。
6.根据权利要求2所述的变焦镜头,其特征在于,
所述第一透镜的像侧面为凹面;
所述第二透镜的物侧面为凸面,像侧面为凹面;以及
所述第三透镜的物侧面为凸面。
7.根据权利要求3所述的变焦镜头,其特征在于,
所述第四透镜的物侧面为凸面,像侧面为凸面;以及
所述第五透镜的像侧面为凹面。
8.根据权利要求4所述的变焦镜头,其特征在于,所述第八透镜的物侧面为凸面,像侧面为凹面。
9.根据权利要求5所述的变焦镜头,其特征在于,所述第九透镜的物侧面为凸面,像侧面为凸面。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的变焦镜头,其特征在于,所述变焦镜头满足:-1.75≤FI/Fw≤-1.4,其中,FI是所述第一透镜组的有效焦距,Fw是所述变焦镜头处于广角状态时的总有效焦距。
11.根据权利要求2所述的变焦镜头,其特征在于,所述变焦镜头满足:0.85≤(R11+R12)/(R11-R12)≤1.30,其中,R11是所述第一透镜的物侧面的曲率半径,R12是所述第一透镜的像侧面的曲率半径。
12.根据权利要求2所述的变焦镜头,其特征在于,所述变焦镜头满足:0.24≤FII/TTL≤0.26,其中,FII是所述第二透镜组的有效焦距,TTL是所述第一透镜的物侧面的中心至所述变焦镜头的成像面在所述光轴上的距离。
13.根据权利要求1-9中任一项所述的变焦镜头,其特征在于,所述变焦镜头满足:1.53≤FII/Δd2≤1.65,其中,FII是所述第二透镜组的有效焦距,Δd2是所述第二透镜组沿所述光轴的位置可调的最远距离。
14.根据权利要求2所述的变焦镜头,其特征在于,所述变焦镜头满足:-1.00≤F2/F3≤-0.7,其中,F2是所述第二透镜的有效焦距,F3是所述第三透镜的有效焦距。
15.根据权利要求3所述的变焦镜头,其特征在于,所述变焦镜头满足:-5.00≤(R51+R52)/R61≤2.00,其中,R51是所述第五透镜的物侧面的曲率半径,R52是所述第五透镜的像侧面的曲率半径,R61是所述第六透镜的物侧面的曲率半径。
16.根据权利要求5所述的变焦镜头,其特征在于,所述变焦镜头满足:-1.60≤F8/F9≤-1.15,其中,F8是所述第八透镜的有效焦距,F9是所述第九透镜的有效焦距。
17.根据权利要求2所述的变焦镜头,其特征在于,所述变焦镜头满足:0.18≤Dmax/TTL≤0.24,其中,Dmax是所述变焦镜头在变倍过程中的有效通光全口径的最大值,TTL是所述第一透镜的物侧面的中心至所述变焦镜头的成像面在所述光轴上的距离。
18.根据权利要求2所述的变焦镜头,其特征在于,所述变焦镜头满足:0.23≤Ft/TTL≤0.25,其中,Ft是所述变焦镜头处于望远状态时的总有效焦距,TTL是所述第一透镜的物侧面的中心至所述变焦镜头的成像面在所述光轴上的距离。
19.根据权利要求2所述的变焦镜头,其特征在于,所述变焦镜头满足:Nd3≥1.64,其中,Nd3是所述第三透镜的折射率。
20.根据权利要求1-9中任一项所述的变焦镜头,其特征在于,所述变焦镜头满足:1.47≤Nd6≤1.62和58≤Vd6≤86,其中,Nd6是所述第六透镜的折射率,Vd6是所述第六透镜的阿贝数。
21.根据权利要求1-9中任一项所述的变焦镜头,其特征在于,所述变焦镜头满足:1.60≤Nd7≤1.69和22≤Vd7≤48,其中,Nd7是所述第七透镜的折射率,Vd7是所述第七透镜的阿贝数。
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