CN109143556B - 变焦镜头和摄像装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及变焦镜头和摄像装置。根据本发明的变焦镜头包括被布置得最靠近物侧的正透镜单元LP，被布置在透镜单元LP的像侧的负透镜单元LNF，被布置在透镜单元LNF的像侧的孔径光阑。该变焦镜头还在孔径光阑的像侧从物侧到像侧依次连续地包括正透镜单元LP1，负透镜单元LN1，正透镜单元LP2和负透镜单元LN2，其中，在变焦期间，透镜单元中的邻近透镜单元之间的间隔改变。在聚焦期间透镜单元LN1移动。适当地设置变焦镜头在远摄端的焦距和总长度、从透镜单元LP2和LN2之间在广角端的透镜单元间隔到透镜单元LP2和LN2之间在远摄端的的透镜单元间隔的改变量、以及变焦镜头在广角端的总长度。

Description

变焦镜头和摄像装置
技术领域
本发明涉及变焦镜头和摄像装置，并且有利地适用于在诸如数字照相机、视频照相机、TV照相机或监控照相机等的摄像装置中使用的摄像光学***。
背景技术
在摄像装置(或照相机)中使用时，根据目的要求具有各种焦距和孔径的摄像光学***。例如，能够以期望的视角对远处的被摄体进行放大并摄像的远摄变焦镜头所需要的是，例如，提供高的图像质量、短的变焦镜头的总长度且高的变焦比，并且能够快速聚焦。作为满足这些要求的变焦镜头，已知正导型(positive lead type)变焦镜头和后聚焦型(rear focusing type)变焦镜头，正导型变焦镜头是指具有正折光力的透镜单元被布置得最靠近物侧，后聚焦型变焦镜头是指除在物侧的第一透镜单元以外的透镜单元进行聚焦(美国专利申请公布2015/0153550号和日本特开2015-191008号公报)。
美国专利申请公布2015/0153550号公开了从物侧到像侧依次包括分别具有正、负、正和正折光力的第一透镜单元至第四透镜单元的变焦镜头。在变焦期间，透镜单元中的邻近透镜单元之间的间隔改变，并且在聚焦期间，第一透镜单元包括的透镜***移动。日本特开2015-191008号公报公开了从物侧到像侧依次包括分别具有正、负、正、负、正和负折光力的第一透镜单元至第六透镜单元的变焦镜头。在变焦期间，透镜单元中的邻近透镜单元之间的间隔改变，并且在聚焦期间第六透镜单元移动。
还已知所谓的无反射镜变焦镜头，其设置短的后焦点并且在最后的透镜面至像面之间没有机械部件以缩短变焦镜头的总长度和透镜筒直径(美国专利申请公布2008/0218875)。美国专利申请公布2008/0218875公开了从物侧到像侧依次包括分别具有正、负、正、负、正和负折光力的第一透镜单元至第六透镜单元的变焦镜头。在变焦期间，透镜单元中的邻近透镜单元之间的间隔改变，并且在聚焦期间，第四透镜单元移动。
对在摄像装置中使用的变焦镜头迫切要求的特性包括，总镜头尺寸小且聚焦透镜单元小而轻使得聚焦可以不引起大的色像差变化(aberration variation)。对远摄变焦镜头迫切要求的特性包括变焦镜头的总长度短。
利用正导型变焦镜头实现预定的变焦比和减小变焦镜头的尺寸是相对容易的。然而，为了在整个变焦范围和整个物体距离范围上实现高光学性能，适当地设置透镜单元的数量、透镜单元的折光力、透镜单元在变焦中的移动条件、用于聚焦的透镜单元的选择等是重要的。
发明内容
根据本发明的一个方面的变焦镜头包括：具有正折光力并被布置得最靠近物侧的透镜单元LP，具有负折光力并被布置在透镜单元LP的像侧的透镜单元LNF，以及被布置在透镜单元LNF的像侧的孔径光阑，变焦镜头还包括在孔径光阑的像侧的、从物侧到像侧依次连续地布设的具有正折光力的透镜单元LP1，具有负折光力的透镜单元LN1，具有正折光力的透镜单元LP2和具有负折光力的透镜单元LN2，其中，在变焦期间，透镜单元中的邻近透镜单元之间的间隔改变。在聚焦期间，透镜单元LN1移动。变焦镜头满足以下条件式：
0.40<ft/Tdt<1.20，且
0.05<-ΔLPN2/Tdw<0.30，
其中，ft表示变焦镜头在远摄端的焦距，Tdt表示变焦镜头在远摄端的总长度，Tdw表示变焦镜头在广角端的总长度，并且ΔLPN2表示，透镜单元LP2与透镜单元LN2之间在广角端的间隔到透镜单元LP2与透镜单元LN2之间在远摄端的间隔的改变量，当透镜单元间隔在远摄端比在广角端大时，ΔLPN2的符号为正，当透镜单元间隔在远摄端比在广角端小时，ΔLPN2的符号为负。
通过下面参照附图对示例性实施例的描述，本发明的其他特征将变得清楚。
附图说明
图1是示例1的变焦镜头在广角端的截面图。
图2A是示例1的变焦镜头在广角端聚焦于无限远时的色像差图。
图2B是示例1的变焦镜头在远摄端聚焦于无限远时的色像差图。
图3是示例2的变焦镜头在广角端的截面图。
图4A是示例2的变焦镜头在广角端聚焦于无限远时的色像差图。
图4B是示例2的变焦镜头在远摄端聚焦于无限远时的色像差图。
图5是示例3的变焦镜头在广角端的截面图。
图6A是示例3的变焦镜头在广角端聚焦于无限远时的色像差图。
图6B是示例3的变焦镜头在远摄端聚焦于无限远时的色像差图。
图7是示例4的变焦镜头在广角端的截面图。
图8A是示例4的变焦镜头在广角端聚焦于无限远时的色像差图。
图8B是示例4的变焦镜头在远摄端聚焦于无限远时的色像差图。
图9是示例5的变焦镜头在广角端的截面图。
图10A是示例5的变焦镜头在广角端聚焦于无限远时的色像差图。
图10B是示例5的变焦镜头在远摄端聚焦于无限远时的色像差图。
图11是摄像装置的主要部件的示意图。
具体实施方式
下面将参照附图详细描述本发明的优选实施例。各个示例的变焦镜头包括具有正折光力并被布置得最靠近物侧的透镜单元LP，具有负折光力并被布置在透镜单元LP的像侧的透镜单元LNF，以及被布置在透镜单元LNF的像侧的孔径光阑。变焦镜头还在孔径光阑的像侧从物侧到像侧依次连续地包括：具有正折光力的透镜单元LP1，具有负折光力的透镜单元LN1，具有正折光力的透镜单元LP2和具有负折光力的透镜单元LN2。在变焦期间透镜单元中的邻近透镜单元之间的间隔改变。在聚焦期间，透镜单元LN1移动。
图1是示例1的变焦镜头在广角端的截面图。图2A和图2B分别是示例1的变焦镜头在广角端和远摄端聚焦于无限远时的色像差图。示例1的变焦镜头的变焦比为2.71并且F数为2.87至2.96。图3是示例2的变焦镜头在广角端的截面图。图4A和图4B分别是示例2的变焦镜头在广角端和远摄端聚焦于无限远时的色像差图。示例2的变焦镜头的变焦比为2.71并且F数为2.92。
图5是示例3的变焦镜头在广角端的截面图。图6A和图6B分别是示例3的变焦镜头在广角端和远摄端聚焦于无限远时的色像差图。示例3的变焦镜头的变焦比为2.71并且F数为2.90。图7是示例4的变焦镜头在广角端的截面图。图8A和图8B分别是示例4的变焦镜头在广角端和远摄端聚焦于无限远时的色像差图。示例4的变焦镜头的变焦比为2.71并且F数为2.89至3.35。
图9是示例5的变焦镜头在广角端的截面图。图10A和图10B分别是示例5的变焦镜头在广角端和远摄端聚焦于无限远时的色像差图。示例5的变焦镜头的变焦比为1.95并且F数为3.93至3.96。图11是摄像装置的主要部件的示意图。
各个示例的变焦镜头是在诸如视频照相机或数字照相机等的摄像装置中使用的摄像光学***。在各个镜头截面图中，左手边是物侧(或前侧)，并且右手边是像侧(或后侧)。注意，各个示例的变焦镜头可以用于投影仪，在用于投影仪的情况下，左手边是屏幕侧，并且右手边是被投影图像侧。
在各个镜头截面图中，OL表示变焦镜头。从物侧起透镜单元的顺序用i表示，第i个透镜单元用Li表示。用于光量调节的孔径光阑用SP表示，具有固定孔径直径的光斑切口(flare cut aperture)用FC表示，并且像面用IP表示。当使用变焦镜头作为视频照相机或数字静止照相机的成像光学***时，像面对应于诸如CCD或CMOS传感器等的固态摄像元件(光电转换元件)的成像面。在各个镜头截面图中，实线箭头表示在聚焦于无限远时，在从广角端到远摄端的变焦中透镜单元移动的轨迹。由聚焦(FOCUS)表示的箭头表示在从无限远到近距离的聚焦期间透镜单元移动的方向。
在各个色像差图中，在示出球面色像差的部分中，实线d表示d线，双点划线g表示g线。在示出像散的部分中，虚线M表示d线的子午像面，并且实线S表示d线的弧矢像面。此外，示出畸变(distortion)的部分表示d线的畸变。横向色像差由g线表示。“Fno”表示F数，并且“ω”表示半视角。注意，在下面的各个示例中，广角端和远摄端是指变焦位置，该变焦位置是倍率变化透镜单元可以在光轴上机械地移动的变焦范围的可用端。
示例1、2和4中的各个变焦镜头从物侧到像侧依次包括具有正折光力的第一透镜单元L1、具有负折光力的第二透镜单元L2、孔径光阑SP、具有正折光力的第三透镜单元L3、具有负折光力的第四透镜单元L4、具有正折光力的第五透镜单元L5、具有负折光力的第六透镜单元L6、具有正折光力的第七透镜单元L7和具有负折光力的第八透镜单元L8。
第一透镜单元L1对应于透镜单元LP，第二透镜单元L2对应于透镜单元LNF，第五透镜单元L5对应于透镜单元LP1，第六透镜单元L6对应于透镜单元LN1，第七透镜单元L7对应于透镜单元LP2，并且第八透镜单元L8对应于透镜单元LN2。
在示例1和2中，在从广角端到远摄端的变焦期间，第一透镜单元L1、第六透镜单元L6和第八透镜单元L8向物侧移动，并且第二透镜单元L2、第三透镜单元L3和第四透镜单元L4向像侧移动。第五透镜单元L5和第七透镜单元L7不移动。在从无限远向近距离聚焦期间，第六透镜单元L6向像侧移动。
在示例4中，在从广角端到远摄端的变焦期间，第六透镜单元L6和第八透镜单元L8向物侧移动，并且第二透镜单元L2、第三透镜单元L3和第四透镜单元L4向像侧移动。第一透镜单元L1、第五透镜单元L5和第七透镜单元L7不移动。在从无限远向近距离聚焦期间，第六透镜单元L6向像侧移动。
示例3中的变焦镜头从物侧到像侧包括具有正折光力的第一透镜单元L1、具有正折光力的第二透镜单元L2、具有负折光力的第三透镜单元L3、孔径光阑SP、具有正折光力的第四透镜单元L4、具有负折光力的第五透镜单元L5、具有正折光力的第六透镜单元L6、具有负折光力的第七透镜单元L7、具有正折光力的第八透镜单元L8和具有负折光力的第九透镜单元L9。
第一透镜单元L1对应于透镜单元LP，第三透镜单元L3对应于透镜单元LNF，第六透镜单元L6对应于透镜单元LP1，第七透镜单元L7对应于透镜单元LN1，第八透镜单元L8对应于透镜单元LP2，第九透镜单元对应于透镜单元LN2。
在示例3中，在从广角端到远摄端的变焦期间，第一透镜单元L1、第七透镜单元L7和第九透镜单元L9向物侧移动，并且第三透镜单元L3、第四透镜单元L4和第五透镜单元L5向像侧移动。第二透镜单元L2、第六透镜单元L6和第八透镜单元L8不移动。在从无限远向近距离聚焦期间，第七透镜单元L7向像侧移动。
示例5中的变焦镜头从物侧到像侧包括具有正折光力的第一透镜单元L1、具有负折光力的第二透镜单元L2、孔径光阑SP、具有正折光力的第三透镜单元L3、具有负折光力的第四透镜单元L4、具有正折光力的第五透镜单元L5和具有负折光力的第六透镜单元L6。第一透镜单元L1对应于透镜单元LP，第二透镜单元L2对应于透镜单元LNF，第三透镜单元L3对应于透镜单元LP1，第四透镜单元L4对应于透镜单元LN1，第五透镜单元L5对应于透镜单元LP2，并且第六透镜单元L6对应于透镜单元LN2。
在示例5中，在从广角端到远摄端的变焦期间，第一透镜单元L1、第三透镜单元L3、第四透镜单元L4和第六透镜单元L6向物侧移动，并且第二透镜单元L2向像侧移动。第五透镜单元L5不移动。在从无限远向近距离聚焦期间，第四透镜单元L4向像侧移动。
接下来，描述各个示例的变焦镜头的特性。在美国专利申请公布2015/0153550的倍率变化的光学***中，第二透镜单元通过在变焦期间向像侧移动使得第二透镜单元与第一透镜单元之间的间隔改变来起主要倍率变化效果。为了缩短变焦镜头的总长度，第二透镜单元需要在变焦期间移动得少，并且为了补偿这种情况，其他透镜单元需要在变焦中进行辅助。
具体而言，要注意的点是作为中继透镜单元的、具有正折光力的第四透镜单元和对应于后焦点的像侧空间。
作为日本特开2015-191008号公报的变焦镜头，在远摄变焦镜头(其中，第一透镜单元在变焦期间向物侧移动长的距离)中，通过由于第一透镜单元的移动引起的第一透镜单元与第二透镜单元之间的间隔改变来产生主要变焦效果。为了缩短变焦镜头在远摄端的总长度，第一透镜单元需要在变焦期间移动得少，并且为了补偿这种情况，其他透镜单元需要在变焦中进行辅助。具体而言，要注意的点是对应于后焦点的像侧空间。
在美国专利申请公布2015/0153550中，第一透镜单元被划分为具有正折光力的两个透镜单元，并且两个透镜单元中的像侧的透镜单元进行聚焦。然而，这种构造很可能增加透镜的数量，使有效直径变大。不管变焦镜头是总长度固定的变焦镜头还是总长度可变的变焦镜头，为了减小重量，优选的是，变焦镜头采用后聚焦，该后聚焦使用具有负折光力的聚焦透镜单元，如日本特开2015-191008号公报中的变焦镜头。
在具有长的后焦点的变焦镜头中，当入射到该具有负折光力的透镜单元上的轴光线(axial ray)的高度h太大时，球面色像差在变焦期间大幅变化。由于这个原因，像侧上的最后的透镜单元进行聚焦。然而，具有短的后焦点的变焦镜头在聚焦透镜单元的像侧处遗留有空间。
本发明的发明人发现了可以通过在该空间中新布置具有正折光力的透镜单元和具有负折光力的透镜单元并且通过驱动变焦镜头使得这两个透镜单元之间的间隔变小来实现辅助倍率变化。
各个示例的变焦镜头使具有负折光力并被布置在比孔径光阑更靠近像侧的透镜单元进行聚焦，并且还在作为短的后焦点的像侧空间中新布置具有正折光力的透镜单元和具有负折光力的透镜单元，以使它们辅助倍率变化。这使得进行主要的倍率变化的第一透镜单元和第二透镜单元能够在变焦期间移动得少以缩短变焦镜头的总长度，并且同时，使得能够提供高的光学性能。
各个示例的变焦镜头满足下列条件式：
0.40<ft/Tdt<1.20，且 (1)
0.05<-ΔLPN2/Tdw<0.30, (2)
其中，ft表示变焦镜头在远摄端的焦距，Tdt表示变焦镜头在远摄端的总长度，ΔLPN2表示从透镜单元LP2与透镜单元LN2之间在广角端的间隔到透镜单元LP2与透镜单元LN2之间在远摄端的间隔的改变量(当端透镜单元间隔在远摄比在广角端大时，透镜单元间隔的改变量的符号为正，当透镜单元间隔在远摄端比在广角端小时，透镜单元间隔的改变量的符号为负)，并且Tdw表示变焦镜头在广角端的总长度。
接下来，描述上述条件式的技术含义。当变焦镜头在由条件式(1)设置的数值范围之外时，在第一透镜单元上入射的轴光线的高度h不够大。因此，难以缩短变焦镜头的总长度，并且难以获得高的光学性能。
优选的是，如下地设置条件式(1)的数值：
0.50<ft/Tdt<1.00. (1a)
在各个示例的变焦镜头中，透镜单元LP1与透镜单元LN1之间的间隔和透镜单元LP2与透镜单元LN2之间的间隔都在从广角端到远摄端的变焦期间减小。透镜单元LP1与透镜单元LN1之间的间隔和透镜单元LP2与透镜单元LN2之间的间隔在变焦期间有效地改变，使得它们辅助倍率变化。因此，这降低了第一透镜单元L1和第二透镜单元L2的倍率变化分担，实现了变焦镜头的总长度和变焦镜头的重量的减小，并且提供高的光学性能。
在本发明中，将透镜单元LP2和透镜单元LN2布置得比聚焦透镜单元(透镜单元LN1)更靠近像侧，并且改变透镜单元LP2与透镜单元LN2之间的间隔以有效地辅助倍率变化。
条件式(2)定义了关于上述结构的透镜单元LP2与透镜单元LN2之间的间隔的改变。定义条件式(2)以在变焦期间适当地改变透镜单元LP2与透镜单元LN2之间的间隔，使得它们有效地辅助倍率变化。
如果比例超过条件式(2)的上限值，则透镜单元LP2与透镜单元LN2之间的间隔的改变过大，这使入射在聚焦透镜单元(透镜单元LN1)上的轴光线的高度h增大，并且因此使由于聚焦导致的球面色像差的变化增大，这不是优选的。当比例低于条件式(2)的下限值时，在变焦期间透镜单元LP2与透镜单元LN2之间的间隔的改变小，这使它们的倍率变化辅助的效果小，这不是优选的。
更优选的是，如下地设置条件式(2)的数值：
0.08<-ΔLPN2/Tdw<0.20. (2a)
如上所述，根据本发明能够获得变焦镜头在远摄端的总长度短、重量小、光学性能高和后焦点短的变焦镜头。
接下来，描述针对各个示例的更优选的条件。优选的是，各个示例的变焦镜头满足下列条件式中的至少一个：
0.02<-ΔMLN1/Tdw<0.10, (3)
0.05<-ΔMLN2/Tdw<0.30, (4)
0.40<-fLP2/fLN2<1.50, (5)
0.10<fLP1/ft<0.40, (6)
0.10<-fLN1/ft<0.50, (7)
0.30<fLP2/ft<1.00，且 (8)
0.40<-fLN2/ft<1.50, (9)
其中，ΔMLN1表示在从广角端向远摄端变焦中透镜单元LN1移动的移动量，ΔMLN2表示在从广角端向远摄端变焦中透镜单元LN2移动的移动量，fLP2表示透镜单元LP2的焦距，fLN2表示透镜单元LN2的焦距，fLP1表示透镜单元LP1的焦距，fLN1表示透镜单元LN1的焦距。透镜单元移动的移动量表示在广角端与远摄端之间透镜单元在光轴上的位置的差。当透镜单元在远摄端比在广角端位于更靠近像侧的位置时，移动量的符号为正，并且，当透镜单元在远摄端比在广角端位于更靠近物侧的位置时，移动量的符号为负。
接下来，描述上述条件式的技术含义。定义条件式(3)来缩短变焦镜头的总长度，并且减小聚焦期间球面色像差的变化，同时利用有限的空间实现有效率的变焦和聚焦。如果比例超过条件式(3)的上限值，则透镜单元LN1在变焦和聚焦期间必须移动长的距离，这增大了变焦镜头的总长度，不是优选的。
如果比例低于条件式(3)的下限值，则透镜单元LN1的负折光力太强(或者绝对值太大)，这增大了聚焦期间的球面色像差的变化，不是优选的。优选的是，如下地设置条件式(3)的数值：
0.03<-ΔMLN1/Tdw<0.09. (3a)
定义条件式(4)以进行有效的变焦并且提供高的光学性能。如果比例超过条件式(4)的上限值，则透镜单元LN2在变焦期间必须移动长的距离，这使入射在聚焦透镜单元LN1上的轴光线的高度h增大，并且因此使聚焦期间的色像差变化增大，这不是优选的。如果比例低于条件式(4)的下限值，则难以有效地进行倍率变化。优选地，如下地设置条件式(4)的数值：
0.07<-ΔMLN2/Tdw<0.20. (4a)
定义条件式(5)以减小变焦镜头的尺寸同时确保预定的变焦比。如果比例超过条件式(5)的上限值，则透镜单元LN2的负折光力太强，这使透镜单元LP2和透镜单元LN2的合成力负地强。然后，聚焦透镜单元LN1的聚焦灵敏度降低，这使变焦镜头的尺寸变大。
如果比例低于条件式(5)的下限值，则透镜单元LN2的负折光力太弱，这削弱了倍率变化效果，不是优选的。更优选的是，如下地设置条件式(5)的数值：
0.50<-fLP2/fLN2<1.20. (5a)
定义条件式(6)至(9)以分别适当地设置透镜单元LP1、透镜单元LN1、透镜单元LP2和透镜单元LN2的折光力。如果比例超过条件式(6)的上限值，则透镜单元LP1的正折光力太弱，这削弱了要通过与透镜单元LN1间的间隔的改变而实现的倍率变化的辅助效果，不是优选的。如果比例低于条件式(6)的下限值，则透镜单元LP1的正折光力太强，这增大了在变焦期间球面色像差的变化，不是优选的。
如果比例超过条件式(7)的上限值，则透镜单元LN1在聚焦期间必须移动长的距离，这增大了变焦镜头的总长度，不是优选的。如果比例低于条件式(7)的下限值，则在聚焦期间球面色像差的变化增大，这不是优选的。
如果比例超过条件式(8)的上限值，则透镜单元LP2的正折光力太弱，这减小了透镜单元LN1的聚焦灵敏度，不是优选的。如果比例低于条件式(8)的下限值，则透镜单元LP2的正折光力太强，这增大了透镜单元LN2移动时的场曲的变化，不是优选的。
如果比例超过条件式(9)的上限值，则透镜单元LN2的负折光力太弱，这削弱了倍率变化的效果，不是优选的。如果比例低于条件式(9)的下限值，则透镜单元LN2的负折光力太强，这增大了在变焦期间场曲的变化，不是优选的。
更优选的是，如下地设置条件式(6)、(7)、(8)和(9)的数值：
0.15<fLP1/ft<0.30, (6a)
0.20<-fLN1/ft<0.40, (7a)
0.40<fLP2/ft<0.80，且 (8a)
0.50<-fLN2/ft<1.20. (9a)
接下来，描述各个示例的变焦镜头的优选的镜头构造。优选地，透镜单元LP2在变焦期间不移动。通过利用短的后焦点来增加倍率变化透镜单元的数量在减小变焦镜头的总长度方面是有效的，但是当保持结构复杂时，主体变大。
因此，在变焦期间，透镜单元LN2朝透镜单元LP2移动而透镜单元LP2不移动，使得容易地获得简单结构。第二透镜单元L2可以用作图像稳定化透镜单元(IS)，图像稳定化透镜单元(IS)在图像模糊校正期间，沿包括垂直于光轴的分量的方向移动。由此可以有效地校正图像模糊。
接下来，使用图11描述使用各个示例的变焦镜头作为其摄像光学***的数字静止照相机(摄像装置)的实施例。
在图11中，数字静止照相机包括在照相机本体10中由各个示例的变焦镜头形成的摄像光学***11。数字静止照相机还包括包含在照相机本体10中并接收由摄像光学***11形成的被摄体像的光的、诸如CCD或CMOS传感器等的固态摄像元件(光电转换元件)12。
因此，通过将各个示例的变焦镜头应用到诸如数字静止照相机等的摄像装置，能够获得具有高变焦比、短的变焦镜头的总长度和小整体尺寸并且即使在图像模糊校正期间也提供高的光学性能的变焦镜头和摄像装置。
对应于示例1至5的数值数据1至5表示如下。在各个数值数据中，i表示从物侧起面的顺序。从物侧起的第i个透镜面的曲率半径用ri表示。从物侧起第i个透镜面与第(i+1)个透镜面之间的透镜厚度和空气间隔用di表示。从物侧起第i个透镜面与第(i+1)个透镜面之间的透镜的材料的折射率和阿贝数分别用ndi和νdi表示。后焦点用BF表示。令X轴为光轴方向，H轴为垂直于光轴的方向，光前进方向为正，“R”为近轴曲率半径，并且“K”、“A2”、“A4”、“A6”、“A8”、“A10”和“A12”分别是非球面系数，则如下地表达非球面形状。
Figure BDA0001708169310000121
在各个非球面系数中，“e-x”表示“10-x”。此外，除了诸如焦距和F数等的规格之外，还呈现各个变焦镜头的半视角。场高(field height)是确定半视角的最大场高，并且变焦镜头的总长度是从第一透镜面到像面的距离。后焦距BF表示从最后的透镜面到像面的长度。此外，变焦透镜单元数据提供透镜单元的焦距。
此外，当光学面用距离“d”下面的“可变”表示时，意思是在变焦期间距离变化，并且在单独的表中描述各焦距的具体面间隔。结尾处的表1示出了基于下述数值数据1至5的透镜数据的条件式的计算结果。
[数值数据1]
[单位mm]
面数据
Figure BDA0001708169310000131
Figure BDA0001708169310000141
各种数据
Figure BDA0001708169310000142
Figure BDA0001708169310000151
变焦透镜单元数据
Figure BDA0001708169310000152
单透镜数据
Figure BDA0001708169310000153
Figure BDA0001708169310000161
[数值数据2]
[单位mm]
面数据
Figure BDA0001708169310000162
Figure BDA0001708169310000171
各种数据
Figure BDA0001708169310000172
Figure BDA0001708169310000181
变焦透镜单元数据
Figure BDA0001708169310000182
Figure BDA0001708169310000191
单透镜数据
Figure BDA0001708169310000192
[数值数据3]
[单位mm]
面数据
Figure BDA0001708169310000201
Figure BDA0001708169310000211
各种数据
Figure BDA0001708169310000212
Figure BDA0001708169310000221
变焦透镜单元数据
Figure BDA0001708169310000222
单透镜数据
Figure BDA0001708169310000223
Figure BDA0001708169310000231
[数值数据4]
[单位mm]
面数据
Figure BDA0001708169310000232
Figure BDA0001708169310000241
各种数据
Figure BDA0001708169310000242
Figure BDA0001708169310000251
变焦透镜单元数据
Figure BDA0001708169310000252
Figure BDA0001708169310000261
单透镜数据
Figure BDA0001708169310000262
[数值数据5]
[单位mm]
面数据
Figure BDA0001708169310000263
Figure BDA0001708169310000271
各种数据
Figure BDA0001708169310000272
Figure BDA0001708169310000281
变焦透镜单元数据
Figure BDA0001708169310000282
单透镜数据
Figure BDA0001708169310000283
Figure BDA0001708169310000291
表1
Figure BDA0001708169310000292
Figure BDA0001708169310000301
虽然已经参照示例性实施例对本发明进行了描述，但是应该理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。应当对权利要求的范围给予最宽的解释，以使其涵盖所有这些变型例以及等同的结构及功能。

Claims (12)

1.一种变焦镜头，所述变焦镜头包括：具有正折光力并被布置得最靠近物侧的透镜单元LP，具有负折光力并被布置在透镜单元LP的像侧的透镜单元LNF，以及被布置在透镜单元LNF的像侧的孔径光阑，所述变焦镜头还在孔径光阑的像侧从物侧到像侧依次连续地包括：具有正折光力的透镜单元LP1，具有负折光力的透镜单元LN1，具有正折光力的透镜单元LP2和具有负折光力的透镜单元LN2，在变焦期间透镜单元中的邻近透镜单元之间的间隔改变，
其中，透镜单元LN1在聚焦期间移动，并且
其中，满足以下条件式：
0.40<ft/Tdt<1.20，
0.05<-ΔLPN2/Tdw<0.30，且
0.05<-ΔMLN2/Tdw<0.30，
其中，ft表示变焦镜头在远摄端的焦距，Tdt表示变焦镜头在远摄端的总长度，Tdw表示变焦镜头在广角端的总长度，并且ΔLPN2表示从透镜单元LP2与透镜单元LN2之间在广角端的透镜单元间隔到透镜单元LP2与透镜单元LN2之间在远摄端的透镜单元间隔的改变量，当该透镜单元间隔在远摄端比在广角端大时，ΔLPN2的符号为正，当该透镜单元间隔在远摄端比在广角端小时，ΔLPN2的符号为负，ΔMLN2表示透镜单元LN2在从广角端向远摄端变焦中的移动量，当透镜单元LN2在远摄端比在广角端位于更靠近像侧的位置时，所述移动量的符号为正，而当透镜单元LN2在远摄端比在广角端位于更靠近物侧的位置时，所述移动量的符号为负。
2.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中，满足下列条件式：
0.02<-ΔMLN1/Tdw<0.10，
其中，ΔMLN1表示透镜单元LN1在从广角端向远摄端变焦中的移动量，当透镜单元LN1在远摄端比在广角端位于更靠近像侧的位置时，所述移动量的符号为正，而当透镜单元LN1在远摄端比在广角端位于更靠近物侧的位置时，所述移动量的符号为负。
3.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中，在变焦期间透镜单元LP2不移动。
4.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中，满足以下条件式：
0.40<-fLP2/fLN2<1.50，
其中，fLP2表示透镜单元LP2的焦距，fLN2表示透镜单元LN2的焦距。
5.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中，满足以下条件式：
0.10<fLP1/ft<0.40，
其中，fLP1表示透镜单元LP1的焦距。
6.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中，满足以下条件式：
0.10<-fLN1/ft<0.50，
其中，fLN1表示透镜单元LN1的焦距。
7.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中，满足以下条件式：
0.30<fLP2/ft<1.00，
其中，fLP2表示透镜单元LP2的焦距。
8.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中，满足以下条件式：
0.40<-fLN2/ft<1.50，
其中，fLN2表示透镜单元LN2的焦距。
9.根据权利要求1所述的变焦镜头，所述变焦镜头包括孔径光阑和总共六个具有折光力的透镜单元，并且从物侧到像侧依次为：具有正折光力的第一透镜单元，具有负折光力的第二透镜单元，孔径光阑，具有正折光力的第三透镜单元，具有负折光力的第四透镜单元，具有正折光力的第五透镜单元和具有负折光力的第六透镜单元，其中，
第一透镜单元是透镜单元LP，
第二透镜单元是透镜单元LNF，
第三透镜单元是透镜单元LP1，
第四透镜单元是透镜单元LN1，
第五透镜单元是透镜单元LP2，并且
第六透镜单元是透镜单元LN2。
10.根据权利要求1所述的变焦镜头，所述变焦镜头包括孔径光阑和总共八个具有折光力的透镜单元，并且从物侧到像侧依次为：具有正折光力的第一透镜单元，具有负折光力的第二透镜单元，孔径光阑，具有正折光力的第三透镜单元，具有负折光力的第四透镜单元，具有正折光力的第五透镜单元和具有负折光力的第六透镜单元，具有正折光力的第七透镜单元和具有负折光力的第八透镜单元，其中，
第一透镜单元是透镜单元LP，
第二透镜单元是透镜单元LNF，
第五透镜单元是透镜单元LP1，
第六透镜单元是透镜单元LN1，
第七透镜单元是透镜单元LP2，并且
第八透镜单元是透镜单元LN2。
11.根据权利要求1所述的变焦镜头，所述变焦镜头包括孔径光阑和总共九个具有折光力的透镜单元，并且从物侧到像侧依次为：具有正折光力的第一透镜单元，具有正折光力的第二透镜单元，具有负折光力的第三透镜单元，孔径光阑，具有正折光力的第四透镜单元，具有负折光力的第五透镜单元，具有正折光力的第六透镜单元，具有负折光力的第七透镜单元，具有正折光力的第八透镜单元和具有负折光力的第九透镜单元，其中，
第一透镜单元是透镜单元LP，
第三透镜单元是透镜单元LNF，
第六透镜单元是透镜单元LP1，
第七透镜单元是透镜单元LN1，
第八透镜单元是透镜单元LP2，并且
第九透镜单元是透镜单元LN2。
12.一种摄像装置，所述摄像装置包括：
根据权利要求1至11中的任一项所述的变焦镜头；以及
接收由所述变焦镜头形成的像的光的摄像元件。
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