CN112180575B - 变焦镜头和摄像设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种变焦镜头和摄像设备。该变焦镜头从物体侧至像侧顺次包括：第一透镜单元，其具有正屈光力；第二透镜单元，其具有负屈光力；第三透镜单元，其具有正屈光力；以及后方单元，其包括多个透镜单元。所有的透镜单元在变焦期间都移动，并且相邻透镜单元之间的距离改变。第三透镜单元从物体侧至像侧顺次包括具有正屈光力的第一子单元、具有正屈光力的第二子单元、以及具有正屈光力的第三子单元。第二子单元包括负透镜和正透镜。第二子单元在图像稳定期间在具有与光轴垂直的分量的方向上移动。满足预定的条件。

Description

变焦镜头和摄像设备
技术领域
本发明涉及一种变焦镜头和具有该变焦镜头的摄像设备。
背景技术
近来，对于诸如使用固态图像传感器的数字静态照相机、摄像机和使用银盐胶片的基于胶片的照相机等的摄像设备所使用的摄像光学***，要求具有高变焦比的高性能且紧凑型的变焦镜头以及在摄像期间提供光学图像稳定的(图像稳定)功能。
作为具有高变焦比的高性能光学***而通常已知的变焦镜头从物体侧起顺次包括具有正屈光力的第一透镜单元、具有负屈光力的第二透镜单元、具有正屈光力的第三透镜单元、以及后续的多个透镜单元。其中，通常已知如下的光学***，该光学***通过使透镜单元中的任一个整体或者子单元在与光轴基本上垂直的方向上移动来提供图像稳定。
例如，日本特开(JP)2015-62082和JP 2010-266505公开了如下的变焦镜头，该变焦镜头从物体侧起顺次包括具有正屈光力的第一透镜单元、具有负屈光力的第二透镜单元、具有正屈光力的第三透镜单元、以及后续的多个透镜单元，并且通过使第三透镜单元的一部分在与光轴基本上垂直的方向上移动来提供图像稳定。
要求摄像设备所使用的变焦镜头具有高变焦比(高变倍比)、高光学性能、以及摄像期间的图像稳定功能。考虑到实用大小，还要求充分紧凑的结构。
然而，在JP 2015-62082和JP 2010-266505中所描述的变焦镜头并不总是满足这些要求。
发明内容
本发明提供一种变焦镜头和具有该变焦镜头的摄像设备，其各自具有紧凑结构、高变焦比、在从广角端到远摄端的整个变焦范围内的良好光学性能、以及图像稳定功能。
根据本发明的一方面的一种变焦镜头，其从物体侧至像侧顺次包括：第一透镜单元，其具有正屈光力；第二透镜单元，其具有负屈光力；第三透镜单元，其具有正屈光力；以及后方单元，其包括多个透镜单元，其中，所有的透镜单元在变焦期间移动，并且相邻透镜单元之间的距离改变，其特征在于，所述第三透镜单元从物体侧至像侧顺次包括具有正屈光力的第一子单元、具有正屈光力的第二子单元、以及具有正屈光力的第三子单元，其中，所述第二子单元包括负透镜和正透镜，其中，所述第二子单元在图像稳定期间在具有与光轴垂直的分量的方向上移动，以及其中，满足以下的条件表达式：
0.80<f3/|f2|<1.29
其中，f2是所述第二透镜单元的焦距，并且f3是所述第三透镜单元的焦距。
具有上述变焦镜头的摄像设备也构成本发明的另一方面。一种摄像设备，包括：根据以上所述的变焦镜头；以及图像传感器，其被配置为接收由所述变焦镜头形成的图像光。
通过以下参考附图对典型实施例的说明，本发明的其它特征将变得明显。
附图说明
图1是根据本发明的示例1的变焦镜头的镜头截面图。
图2A至2C是根据本发明的示例1的变焦镜头在聚焦于无限远处时分别在广角端、中间位置和远摄端处的像差图。
图3A至3C是根据本发明的示例1的变焦镜头在聚焦于无限远处时在图像稳定为0.3度的状态下分别在广角端、中间位置和远摄端处的横向像差图。
图4是根据本发明的示例2的变焦镜头的镜头截面图。
图5A至5C是根据本发明的示例2的变焦镜头在聚焦于无限远处时分别在广角端、中间位置和远摄端处的像差图。
图6A至6C是根据本发明的示例2的变焦镜头在聚焦于无限远处时在图像稳定为0.3度的状态下分别在广角端、中间位置和远摄端处的横向像差图。
图7是根据本发明的示例3的变焦镜头的镜头截面图。
图8A至8C是根据本发明的示例3的变焦镜头在聚焦于无限远处时分别在广角端、中间位置和远摄端处的像差图。
图9A至9C是根据本发明的示例3的变焦镜头在聚焦于无限远处时在图像稳定为0.3度的状态下分别在广角端、中间位置和远摄端处的横向像差图。
图10是根据本发明的摄像设备中的主要部分的示意图。
具体实施方式
根据各示例的变焦镜头是可用于诸如摄像机、数字静态照相机、TV照相机和监视照相机等的使用固态图像传感器的摄像设备、以及诸如使用卤化银胶片的照相机等的照相机的摄像镜头***。根据各示例的变焦镜头也可用于投影设备(投影仪)所用的投影光学***。
为了满足上述要求，适当地设置变焦类型、变焦期间的可动透镜单元、透镜结构、以及用于图像稳定的透镜配置是重要的。
由于图像稳定通常需要在透镜周围布置使用用于使透镜单元移动的马达等的磁力的机械驱动结构，因此紧凑型图像稳定透镜单元对于使整个产品紧凑是重要的。
通常已知，从物体侧至像侧顺次包括具有正屈光力的第一透镜单元、具有强的负屈光力的第二透镜单元、具有正屈光力的第三透镜单元、以及后续的多个透镜单元(具有多个透镜单元的后方单元)的变焦镜头有可能提供具有高变焦比和高光学性能的紧凑型变焦镜头。
在根据以下所述的各示例的镜头截面图(图1、图4和图7)中，左侧是物体侧(前方)，并且右侧是像侧(后方)。假定“i”是从物体侧起计数的透镜单元的顺序。然后，Bi表示第i个透镜单元(第i个子单元)。在镜头截面图中，第三透镜单元中所包括的子单元从物体侧起顺次是第3A透镜单元(第3A子单元或第一子单元)B3A、第3B透镜单元(第3B子单元或第二子单元)B3B和第3C透镜单元(第3C子单元或第三子单元)B3C。在镜头截面图中，“调焦”表示调焦单元，并且调焦单元从无限远向近侧的移动方向由箭头表示。
SP表示孔径光阑(光圈)。GB表示与光学滤波器、面板、低通滤波器或红外截止滤波器等相对应的光学块。IP表示像面。当变焦镜头用作摄像机或数字照相机中的摄像光学***时，像面IP与诸如CCD传感器和CMOS传感器等的固态图像传感器(光电转换元件)的摄像面相对应。当变焦镜头用作基于胶片的照相机中的摄像光学***时，像面IP与胶片平面相对应。
箭头示出从广角端到远摄端的变焦(变倍)期间的各透镜单元的移动轨迹。
在根据各示例的球面像差图(图2A至2C、图5A至5C和图8A至8C)中，实线表示d线(波长587.6nm)，并且双点划线表示g线(波长435.8nm)。在根据各示例的像散图(图2A至2C、图5A至5C和图8A至8C)中，实线表示d线的矢状像面，并且点线表示d线的子午像面。针对d线示出根据各示例的畸变像差(图2A至2C、图5A至5C和图8A至8C)。根据各示例的横向色像差图(图2A至2C、图5A至5C和图8A至8C)示出g线。在以下的各示例中，广角端和远摄端是指当变倍透镜单元位于光轴上的可机械移动范围的两端时的变焦位置。
根据各实施例的示出图像稳定状态下的像差变化的横向像差图(图3A至3C、图6A至6C和图9A至9C)示出像高的中心以及上下的像高，并且各实线表示d线的子午横向像差，且虚线表示矢状横向像差。
本发明的各示例从物体侧至像侧顺次包括具有正屈光力的第一透镜单元B1、具有负屈光力的第二透镜单元B2、具有正屈光力的第三透镜单元B3、以及(后方单元)后续的多个透镜单元，并且相邻透镜单元之间的距离在变焦期间改变。在本发明中，第三透镜单元从物体侧起顺次至少包括具有正屈光力的第3A透镜单元B3A、具有正屈光力的第3B透镜单元B3B和具有正屈光力的第3C透镜单元B3C，并且在摄像期间通过使第3B透镜单元垂直于光轴地移动来进行图像稳定。如这里所使用的术语“垂直”不限于严格垂直，而是可以涵盖可被视为垂直的范围。换句话说，在图像稳定期间，第3B透镜单元可以在具有与光轴垂直的分量的方向上移动。在下文，这将被称为基本上垂直。
由于第3A透镜单元具有强的正屈光力，因此第3B透镜单元在整个***中具有相对较小的直径，使得也可以使用于图像稳定的机械结构以及因此整个***变得紧凑。具有正屈光力的第3C透镜单元使得能够将第3B透镜单元的屈光力调整成适合于图像稳定的量。
第3B透镜单元包括至少一个负透镜和至少一个正透镜。由此，特别地，在图像稳定期间，可以令人满意地校正色像差。在从广角端到远摄端的变焦期间，所有的透镜单元都移动，由此即使在高变焦比的情况下也抑制了像差变化。
各示例均满足以下的条件表达式：
0.80<f3/|f2|<1.29 (1)
其中，f2是第二透镜单元的焦距，且f3是第三透镜单元的焦距，并且满足该条件表达式可以实现更高的变焦比和更高的性能、以及抑制图像稳定期间的像差波动。
条件表达式(1)通过比(ratio)来定义第三透镜单元的焦距和第二透镜单元的焦距的范围。如果第二透镜单元的焦距的绝对值变小到超过条件表达式(1)的上限，则变得难以校正特别是广角端处的横向色像差和畸变。如果第二透镜单元的焦距的绝对值变大到超过条件表达式(1)的下限，则将容易抑制像差，但各透镜单元的移动量趋于增加，以确保期望的变焦量，这导致整个***的大小增大。
可以满足以下的条件表达式：
0.60<f3/fw<1.30 (2)
其中，f3是具有正屈光力的第三透镜单元的焦距，并且fw是整个***(变焦镜头)在广角端的焦距。
条件表达式(2)通过比来定义第三透镜单元的焦距和整个***在广角端的焦距的范围。如果第三透镜单元的焦距的绝对值变大到超过条件表达式(2)的上限，则像差校正变得容易，但第三透镜单元的直径变得太大而不能使图像稳定透镜单元紧凑。如果第三透镜单元的焦距的绝对值变小到超过条件表达式(2)的下限，则校正球面像差变得特别困难。
可以满足以下的条件表达式：
0.50<f3A/|f2|<1.30 (3)
其中，f3A是具有正屈光力的第3A透镜单元的焦距，并且f2是具有负屈光力的第二透镜单元的焦距。
条件表达式(3)通过比来定义第3A透镜单元的焦距和第二透镜单元的焦距的范围。如果第3A透镜单元的焦距的绝对值变大到超过条件表达式(3)的上限，则像差校正变得容易，但第3B透镜单元的直径变得太大而不能使图像稳定透镜单元紧凑。如果第3A透镜单元的焦距的绝对值变小到超过条件表达式(3)的下限，则小型化是可行的，但校正球面像差变得特别困难。
可以满足以下的条件表达式：
0.40<f3B/f3C<1.10 (4)
其中，f3B是具有正屈光力的第3B透镜单元的焦距，并且f3C是具有正屈光力的第3C透镜单元的焦距。
条件表达式(4)通过比来定义第3B透镜单元的焦距和第3C透镜单元的焦距的范围。如果第3B透镜单元的焦距的绝对值变大到超过条件表达式(4)的上限，则难以确保图像稳定所需的屈光力，并且图像稳定期间的移动量变得太大而不能使整个***紧凑。如果第3B透镜单元的焦距的绝对值变小到超过条件表达式(4)的下限，则屈光力变得太高并且用于图像稳定的机械结构变得太复杂而不能实现紧凑结构。
可以满足以下的条件表达式：
1.20<f3B/|f2|<2.00 (5)
其中，f3B是具有正屈光力的第3B透镜单元的焦距，并且f2是具有负屈光力的第二透镜单元的焦距。
条件表达式(5)通过比来定义第3B透镜单元的焦距和第二透镜单元的焦距的范围。如果第3B透镜单元的焦距的绝对值变大到超过条件表达式(5)的上限，则难以确保图像稳定所需的屈光力，并且图像稳定期间的移动量变得太大而不能使整个***紧凑。如果第3B透镜单元的焦距的绝对值变小到超过条件表达式(5)的下限，则图像稳定期间的彗差波动变大。
可以满足以下的条件表达式：
0.80<f1/ft<1.30 (6)
其中，f1是具有正屈光力的第一透镜单元的焦距，并且ft是整个***在远摄端的焦距。
条件表达式(6)通过比来定义第一透镜单元的焦距和整个***在远摄端的焦距的范围。如果第一透镜单元的焦距的绝对值变大到超过条件表达式(6)的上限，则第一透镜单元的移动量增加以确保期望的变倍量，并且难以使整个***紧凑。如果第一透镜单元的焦距的绝对值变小到超过条件表达式(6)的下限，则确保变倍量变得容易，但校正远摄端处的球面像差和纵向色像差变得困难。
可以满足以下的条件表达式：
4.20<f1/|f2|<5.30 (7)
其中，f1是具有正屈光力的第一透镜单元的焦距，并且f2是具有负屈光力的第二透镜单元的焦距。
条件表达式(7)通过比来定义第一透镜单元的焦距和第二透镜单元的焦距的范围。如果第一透镜单元的焦距的绝对值变大到超过条件表达式(7)的上限，则第一透镜单元的移动量增加以确保期望的变倍量，并且使整个***紧凑变得困难。如果第一透镜单元的焦距的绝对值变小到超过条件表达式(7)的下限，则确保变焦量变得容易，但校正远摄端处的球面像差和纵向色像差变得困难。
可以在第3C透镜单元的像侧布置一个负透镜，并且可以使该负透镜在调焦期间在光轴上移动。由于离轴光线(off-axis ray)低、并且可以在第3C透镜单元附近布置小型透镜，因此可以使调焦透镜本身和驱动机构以及因此整个***紧凑。然后，可以满足以下的条件表达式：
0.90<ff/f2<1.70 (8)
其中，ff是具有负屈光力的调焦单元的焦距，并且f2是具有负屈光力的第二透镜单元的焦距。
条件表达式(8)通过比来定义调焦单元的焦距和第二透镜单元的焦距的范围。如果调焦单元的焦距的绝对值变大到超过条件表达式(8)的上限，则调焦单元的移动量增加以确保期望的延伸量，并且使整个***紧凑变得困难。如果第一透镜单元的焦距的绝对值变小到超过条件表达式(8)的下限，则确保移动量变得容易，但校正与被摄体距离的变化相关联的像场弯曲变化变得困难。
在根据本发明的变焦镜头中，离图像最近的透镜单元可以具有正屈光力并且可以包括单个透镜。
通常，电子图像传感器垂直地接收入射光，并且可以通过使用具有正屈光力的被布置成离图像最近的透镜单元来使入射到图像传感器上的离轴光更接近于垂直。然后，可以满足以下的条件表达式：
1.00<f1/fr<1.70 (9)
其中，f1是具有正屈光力的第一透镜单元的焦距，并且fr是整个***中的被布置成离图像最近的、具有正屈光力的透镜单元的焦距。
条件表达式(9)通过比来定义第一透镜单元的焦距和离图像最近的透镜单元的焦距的范围。如果第一透镜单元的焦距的绝对值变大到超过条件表达式(9)的上限，则第一透镜单元的移动量增加以确保期望的变倍量，并且使整个***紧凑变得困难。如果第一透镜单元的焦距的绝对值变小到超过条件表达式(9)的下限，则确保变倍量变得容易，但校正远摄端处的球面像差和纵向色像差变得困难。
第3B透镜单元可以包括具有负屈光力的一个透镜和具有正屈光力的一个透镜。这是因为，通过减轻进行图像稳定的透镜的重量，可以使用于校正的机械结构以及整个***紧凑。
第3B透镜单元可以包括具有负屈光力的一个透镜和具有正屈光力的一个透镜的接合透镜(cemented lens)。在制造时，在透镜组装期间，接合透镜可以容易地抑制透镜的轴向偏移。
将非球面透镜用于从像侧起计数的第二个透镜对于校正像场弯曲是有效的。通过将从像侧起计数的第二个透镜布置在离轴光线高的位置，可以有效地校正像场弯曲。然后，在非球面透镜由树脂材料制成的情况下，离图像最近的树脂材料与玻璃材料相比受划痕和污渍的影响更大。因此，可以将非球面透镜布置在第二个透镜的位置周围。由于离图像最近的透镜的外径大并且制造成本增加，因此即使该透镜由玻璃材料制成，也可以使用上述结构。
可以廉价地制造由非球面透镜制成的从像侧起计数的第二个透镜。
第3C透镜单元可以包括单个透镜。在第3B透镜单元被设置为图像稳定透镜单元并且位于第3C透镜单元的像侧的透镜单元被设置为调焦透镜时，第3C透镜单元布置在具有驱动机构的透镜单元的中间，并且空间限制变得严格。因而，第3C透镜单元可以包括单个透镜。
光圈可以位于第3A透镜单元的像侧。可以将第3A透镜单元的像侧所布置的光圈布置在整个***中的具有相对较小直径的位置处，并且可以容易地使整个***紧凑。
可以如下设置条件表达式(1)至(9)的数值范围。
0.90<f3/|f2|<1.28 (1a)
0.80<f3/fw<1.25 (2a)
0.60<f3A/|f2|<1.20 (3a)
0.45<f3B/f3C<1.00 (4a)
1.30<f3B/|f2|<1.90 (5a)
0.90<f1/ft<1.20 (6a)
4.40<f1/|f2|<5.20 (7a)
0.95<ff/f2<1.60 (8a)
1.10<f1/fr<1.60 (9a)
可以如下设置条件表达式(1a)至(9a)的数值范围。
0.95<f3/|f2|<1.27 (1b)
0.85<f3/fw<1.20 (2b)
0.70<f3A/|f2|<1.10 (3b)
0.50<f3B/f3C<0.85 (4b)
1.50<f3B/|f2|<1.80 (5b)
0.95<f1/ft<1.10 (6b)
4.50<f1/|f2|<5.10 (7b)
1.00<ff/f2<1.55 (8b)
1.25<f1/fr<1.50 (9b)
如上所述，根据本发明的各示例可以提供具有高变焦比、在从广角端到远摄端的整个变焦范围内的良好光学性能、以及图像稳定机构的紧凑型变焦镜头。
以下将参考附图来说明用于执行本发明的各示例。
示例1
图1是根据本发明的示例1的变焦镜头的广角端(短焦距端)处的镜头截面图。
图2A至2C是根据示例1的变焦镜头在聚焦于无限远处时在广角端、中间变焦位置和远摄端(长焦距端)处的像差图。
示例1涉及变焦比为4.1倍的变焦镜头。根据示例1的变焦镜头整体上包括六个透镜单元，并且第三透镜单元包括位于光圈的物体侧的第3A透镜单元、位于光圈的像侧的第3B透镜单元、以及离图像更近的第3C透镜单元。然后，通过使第3B透镜单元基本上垂直于光轴移动来抑制照相机抖动。
图3A至3C是根据示例1的变焦镜头在聚焦于无限远处时在光轴倾斜的情况下的图像稳定约为0.3度的状态下分别在广角端、中间变焦位置和远摄端处的横向像差图。通过使所有的透镜单元都移动来进行变焦，并且通过使具有负屈光力的第四透镜单元在光轴上移动来进行调焦。
示例2
图4是根据本发明的示例2的变焦镜头在广角端(短焦距端)处的镜头截面图。
图5A至5C是根据示例2的变焦镜头在聚焦于无限远处时分别在广角端、中间变焦位置和远摄端(长焦距端)处的像差图。
示例2涉及变焦比为4.1倍的变焦镜头。根据示例2的变焦镜头整体上包括四个透镜单元，并且第三透镜单元包括位于光圈的物体侧的第3A透镜单元、位于光圈的像侧的第3B透镜单元、离图像更近的第3C透镜单元、以及离图像进一步更近的透镜。然后，通过使第3B透镜单元基本上垂直于光轴移动来抑制照相机抖动。
图6A至6C是根据示例2的变焦镜头在聚焦于无限远处时分别在广角端、中间变焦位置和远摄端(长焦距端)处的横向像差图。第3B透镜单元的移动量对应于在光轴倾斜的情况下的约为0.3度的图像稳定。
通过使所有的透镜单元都移动来进行变焦，并且通过使第3C透镜单元的像侧的具有负屈光力的子单元在光轴上移动来进行调焦。
示例3
图7是根据本发明的示例3的变焦镜头在广角端(短焦距端)处的镜头截面图。
图8A到8C是根据示例3的变焦镜头在聚焦于无限远处时分别在广角端、中间变焦位置和远摄端(长焦距端)处的像差图。
示例3涉及变焦比为4.1倍的变焦镜头。根据示例3的变焦镜头整体上包括五个透镜单元，并且第三透镜单元包括位于光圈的物体侧的第3A透镜单元、位于光圈的像侧的第3B透镜单元、离图像更近的第3C透镜单元、以及离图像进一步更近的透镜。然后，通过使第3B透镜单元基本上垂直于光轴移动来抑制照相机抖动。
图9A至9C是根据示例3的变焦镜头在聚焦于无限远处时分别在广角端、中间变焦位置和远摄端(长焦距端)处的横向像差图，并且第3B透镜单元基本上垂直地移动以实现图像稳定。第3B透镜单元的移动量对应于在光轴倾斜的情况下的约为0.3度的图像稳定。
通过使所有的透镜单元都移动来进行变焦，并且通过使第3C透镜单元的像侧具有负屈光力的子单元在光轴上移动来进行调焦。
(摄像设备)
现在参考图10，将说明使用根据本发明的光学***(变焦镜头)作为摄像光学***的数字静态照相机(摄像设备)的示例。在图10中，附图标记10表示照相机本体，并且附图标记11表示包括在示例1至3中所述的光学***中的任一个的摄像光学***。附图标记12表示诸如CCD传感器和CMOS传感器等的固态图像传感器(光电转换元件)，其内置在照相机本体中，并且接收由摄像光学***11形成的光学图像并对该光学图像进行光电转换。照相机本体10可以是具有快速返回镜的所谓的单镜头反光照相机或不具有快速返回镜的所谓的无反光镜照相机。
通过如此将本发明的光学***应用于诸如数字静态照相机等的摄像设备，可以获得具有小型镜头的摄像设备。
数值示例
以下将示出与示例1至3相对应的数值示例1至3的具体数值数据。
在各数值示例的面数据中，r表示各光学面的曲率半径，并且d(mm)表示第m个面和第(m+1)个面之间的轴向距离(光轴上的距离)。然而，m是从光入射侧起计数的面的编号。此外，nd表示各光学元件的针对d线的折射率，并且νd表示光学元件的阿贝数(Abbe number)。如下使用夫琅和费谱线(Fraunhofer line)的d线(587.6nm)、F线(486.1nm)和C线(656.3nm)的折射率Nd、NF和NC来表示特定材料的阿贝数νd。
νd＝(Nd-1)/(NF-NC)
在各数值示例中，d、焦距(mm)、F值和半视角(°)全部是在根据各示例的光学***聚焦于无限远处的物体时的值。“后焦距BF”是用空气当量长度表示的、从最终透镜面(离像侧最近的透镜面)起直到近轴像面为止的光轴上的距离。“总镜头长度”是通过将后焦距与变焦镜头的从最前面(离物体最近的透镜面)起直到最终面为止的光轴上的距离相加所获得的长度。“透镜单元”不限于多个透镜，而是可以包括单个透镜。广角表示广角端，中间表示中间变焦位置，并且远摄表示远摄端。
在光学面是非球面的情况下，向面编号的右侧添加符号*。如下表示非球面形状，其中X是光轴方向上的从面顶点起的位移量，h是与光轴垂直的方向上的从光轴起的高度，R是近轴曲率半径，k是圆锥常数，A4、A6、A8、A10和A12是非球面系数：
X＝(h2/R)/[1+{1-(1+k)(h/R)2}1/2+A4×h4+A6×h6+A8×h8+A10×h10+A12×h12。
这里，各非球面系数中的“e±XX”意味着“×10±XX”。
表1示出上述条件表达式各自与数值示例之间的关系。
[数值示例1]
单位mm
面数据
Figure BDA0002565500920000141
Figure BDA0002565500920000151
非球面数据
第22个面
K＝0.00000e+000 A4＝-1.57463e-004 A6＝1.04871e-006 A8＝-1.26019e-009A10＝-4.88195e-011 A12＝2.09933e-013
第23个面
K＝0.00000e+000 A4＝-1.45140e-004 A6＝1.09597e-006 A8＝-5.39275e-009A10＝6.43335e-012 A12＝1.24146e-014
各种数据
Figure BDA0002565500920000152
Figure BDA0002565500920000161
透镜单元数据
Figure BDA0002565500920000162
[数值示例2]
单位mm
面数据
Figure BDA0002565500920000171
Figure BDA0002565500920000181
非球面数据
第22个面
K＝0.00000e+000 A4＝-9.99795e-005 A6＝1.19077e-006 A8＝-9.43895e-009A10＝5.53720e-011 A12＝-1.53779e-013
第23个面
K＝0.00000e+000 A4＝-9.15748e-005 A6＝9.17303e-007 A8＝-6.57008e-009A10＝3.24525e-011 A12＝-7.51436e-014
各种数据
Figure BDA0002565500920000182
透镜单元数据
Figure BDA0002565500920000191
[数值示例3]
单位mm
面数据
Figure BDA0002565500920000192
Figure BDA0002565500920000201
非球面数据
第22个面
K＝0.00000e+000 A4＝-1.60500e-004 A6＝1.12383e-006 A8＝-3.58608e-009A10＝-2.10520e-011 A12＝9.22479e-014
第23个面
K＝0.00000e+000 A4＝-1.46476e-004 A6＝1.04435e-006 A8＝-5.00787e-009A10＝6.37441e-012 A12＝2.98275e-015
各种数据
Figure BDA0002565500920000202
Figure BDA0002565500920000211
透镜单元数据
Figure BDA0002565500920000212
表1
Figure BDA0002565500920000221
该示例可以实现具有高变焦比、在从广角端到远摄端的整个变焦范围内的良好光学性能、以及图像稳定功能的紧凑型变焦镜头。
尽管已经参考典型实施例说明了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的典型实施例。所附权利要求书的范围符合最宽的理解，以包含所有这样的修改以及等同结构和功能。

Claims (46)

1.一种变焦镜头，其从物体侧至像侧顺次包括：
第一透镜单元，其具有正屈光力；
第二透镜单元，其具有负屈光力；
第三透镜单元，其具有正屈光力；以及
后方单元，其包括多个透镜单元，
其中，所有的透镜单元在变焦期间移动，并且相邻透镜单元之间的距离改变，
其特征在于，所述第三透镜单元从物体侧至像侧顺次包括具有正屈光力的第一子单元、具有正屈光力的第二子单元、以及具有正屈光力的第三子单元，
其中，所述第二子单元包括负透镜和正透镜，
其中，所述第二子单元在图像稳定期间在具有与光轴垂直的分量的方向上移动，以及
其中，满足以下的条件表达式：
0.80<f3/|f2|<1.29
0.50<f3A/|f2|<1.30
其中，f2是所述第二透镜单元的焦距，f3是所述第三透镜单元的焦距，并且f3A是所述第一子单元的焦距。
2.根据权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，满足以下的条件表达式：
0.60<f3/fw<1.30
其中，fw是所述变焦镜头在广角端处的焦距。
3.根据权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，满足以下的条件表达式：
4.20<f1/|f2|<5.30
其中，f1是所述第一透镜单元的焦距。
4.根据权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，所述第三子单元包括一个正透镜，以及
其中，布置在所述第三子单元的像侧的包括一个负透镜的调焦单元在调焦期间移动，以及
其中，满足以下的条件表达式：
0.90<ff/f2<1.70
其中，ff是所述调焦单元的焦距。
5.根据权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，所述变焦镜头中的离图像最近的透镜单元包括一个正透镜，以及
其中，满足以下的条件表达式：
1.00<f1/fr<1.70
其中，f1是所述第一透镜单元的焦距，并且fr是离图像最近的透镜单元的焦距。
6.根据权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，所述第二子单元包括一个负透镜和一个正透镜。
7.根据权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，所述第二子单元包括一个负透镜和一个正透镜的接合透镜。
8.根据权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，所述第三子单元包括一个透镜。
9.根据权利要求1所述的变焦镜头，还包括布置在所述第一子单元的像侧的光圈。
10.一种变焦镜头，其从物体侧至像侧顺次包括：
第一透镜单元，其具有正屈光力；
第二透镜单元，其具有负屈光力；
第三透镜单元，其具有正屈光力；以及
后方单元，其包括多个透镜单元，
其中，所有的透镜单元在变焦期间移动，并且相邻透镜单元之间的距离改变，
其特征在于，所述第三透镜单元从物体侧至像侧顺次包括具有正屈光力的第一子单元、具有正屈光力的第二子单元、以及具有正屈光力的第三子单元，
其中，所述第二子单元包括负透镜和正透镜，
其中，所述第二子单元在图像稳定期间在具有与光轴垂直的分量的方向上移动，以及
其中，满足以下的条件表达式：
0.80<f3/|f2|<1.29
0.40<f3B/f3C<1.10
其中，f2是所述第二透镜单元的焦距，f3是所述第三透镜单元的焦距，f3B是所述第二子单元的焦距，并且f3C是所述第三子单元的焦距。
11.根据权利要求10所述的变焦镜头，其特征在于，满足以下的条件表达式：
0.60<f3/fw<1.30
其中，fw是所述变焦镜头在广角端处的焦距。
12.根据权利要求10所述的变焦镜头，其特征在于，满足以下的条件表达式：
4.20<f1/|f2|<5.30
其中，f1是所述第一透镜单元的焦距。
13.根据权利要求10所述的变焦镜头，其特征在于，所述第三子单元包括一个正透镜，以及
其中，布置在所述第三子单元的像侧的包括一个负透镜的调焦单元在调焦期间移动，以及
其中，满足以下的条件表达式：
0.90<ff/f2<1.70
其中，ff是所述调焦单元的焦距。
14.根据权利要求10所述的变焦镜头，其特征在于，所述变焦镜头中的离图像最近的透镜单元包括一个正透镜，以及
其中，满足以下的条件表达式：
1.00<f1/fr<1.70
其中，f1是所述第一透镜单元的焦距，并且fr是离图像最近的透镜单元的焦距。
15.根据权利要求10所述的变焦镜头，其特征在于，所述第二子单元包括一个负透镜和一个正透镜。
16.根据权利要求10所述的变焦镜头，其特征在于，所述第二子单元包括一个负透镜和一个正透镜的接合透镜。
17.根据权利要求10所述的变焦镜头，其特征在于，所述第三子单元包括一个透镜。
18.根据权利要求10所述的变焦镜头，还包括布置在所述第一子单元的像侧的光圈。
19.一种变焦镜头，其从物体侧至像侧顺次包括：
第一透镜单元，其具有正屈光力；
第二透镜单元，其具有负屈光力；
第三透镜单元，其具有正屈光力；以及
后方单元，其包括多个透镜单元，
其中，所有的透镜单元在变焦期间移动，并且相邻透镜单元之间的距离改变，
其特征在于，所述第三透镜单元从物体侧至像侧顺次包括具有正屈光力的第一子单元、具有正屈光力的第二子单元、以及具有正屈光力的第三子单元，
其中，所述第二子单元包括负透镜和正透镜，
其中，所述第二子单元在图像稳定期间在具有与光轴垂直的分量的方向上移动，以及
其中，满足以下的条件表达式：
0.80<f3/|f2|<1.29
1.20<f3B/|f2|<2.00
其中，f2是所述第二透镜单元的焦距，f3是所述第三透镜单元的焦距，并且f3B是所述第二子单元的焦距。
20.根据权利要求19所述的变焦镜头，其特征在于，满足以下的条件表达式：
0.60<f3/fw<1.30
其中，fw是所述变焦镜头在广角端处的焦距。
21.根据权利要求19所述的变焦镜头，其特征在于，满足以下的条件表达式：
4.20<f1/|f2|<5.30
其中，f1是所述第一透镜单元的焦距。
22.根据权利要求19所述的变焦镜头，其特征在于，所述第三子单元包括一个正透镜，以及
其中，布置在所述第三子单元的像侧的包括一个负透镜的调焦单元在调焦期间移动，以及
其中，满足以下的条件表达式：
0.90<ff/f2<1.70
其中，ff是所述调焦单元的焦距。
23.根据权利要求19所述的变焦镜头，其特征在于，所述变焦镜头中的离图像最近的透镜单元包括一个正透镜，以及
其中，满足以下的条件表达式：
1.00<f1/fr<1.70
其中，f1是所述第一透镜单元的焦距，并且fr是离图像最近的透镜单元的焦距。
24.根据权利要求19所述的变焦镜头，其特征在于，所述第二子单元包括一个负透镜和一个正透镜。
25.根据权利要求19所述的变焦镜头，其特征在于，所述第二子单元包括一个负透镜和一个正透镜的接合透镜。
26.根据权利要求19所述的变焦镜头，其特征在于，所述第三子单元包括一个透镜。
27.根据权利要求19所述的变焦镜头，还包括布置在所述第一子单元的像侧的光圈。
28.一种变焦镜头，其从物体侧至像侧顺次包括：
第一透镜单元，其具有正屈光力；
第二透镜单元，其具有负屈光力；
第三透镜单元，其具有正屈光力；以及
后方单元，其包括多个透镜单元，
其中，所有的透镜单元在变焦期间移动，并且相邻透镜单元之间的距离改变，
其特征在于，所述第三透镜单元从物体侧至像侧顺次包括具有正屈光力的第一子单元、具有正屈光力的第二子单元、以及具有正屈光力的第三子单元，
其中，所述第二子单元包括负透镜和正透镜，
其中，所述第二子单元在图像稳定期间在具有与光轴垂直的分量的方向上移动，以及
其中，满足以下的条件表达式：
0.80<f3/|f2|<1.29
0.80<f1/ft<1.30
其中，f2是所述第二透镜单元的焦距，f3是所述第三透镜单元的焦距，f1是所述第一透镜单元的焦距，并且ft是所述变焦镜头在远摄端处的焦距。
29.根据权利要求28所述的变焦镜头，其特征在于，满足以下的条件表达式：
0.60<f3/fw<1.30
其中，fw是所述变焦镜头在广角端处的焦距。
30.根据权利要求28所述的变焦镜头，其特征在于，满足以下的条件表达式：
4.20<f1/|f2|<5.30
其中，f1是所述第一透镜单元的焦距。
31.根据权利要求28所述的变焦镜头，其特征在于，所述第三子单元包括一个正透镜，以及
其中，布置在所述第三子单元的像侧的包括一个负透镜的调焦单元在调焦期间移动，以及
其中，满足以下的条件表达式：
0.90<ff/f2<1.70
其中，ff是所述调焦单元的焦距。
32.根据权利要求28所述的变焦镜头，其特征在于，所述变焦镜头中的离图像最近的透镜单元包括一个正透镜，以及
其中，满足以下的条件表达式：
1.00<f1/fr<1.70
其中，f1是所述第一透镜单元的焦距，并且fr是离图像最近的透镜单元的焦距。
33.根据权利要求28所述的变焦镜头，其特征在于，所述第二子单元包括一个负透镜和一个正透镜。
34.根据权利要求28所述的变焦镜头，其特征在于，所述第二子单元包括一个负透镜和一个正透镜的接合透镜。
35.根据权利要求28所述的变焦镜头，其特征在于，所述第三子单元包括一个透镜。
36.根据权利要求28所述的变焦镜头，还包括布置在所述第一子单元的像侧的光圈。
37.一种变焦镜头，其从物体侧至像侧顺次包括：
第一透镜单元，其具有正屈光力；
第二透镜单元，其具有负屈光力；
第三透镜单元，其具有正屈光力；以及
后方单元，其包括多个透镜单元，
其中，所有的透镜单元在变焦期间移动，并且相邻透镜单元之间的距离改变，
其特征在于，所述变焦镜头中的从像侧起计数的第二个透镜是具有非球面的正透镜，
所述第三透镜单元从物体侧至像侧顺次包括具有正屈光力的第一子单元、具有正屈光力的第二子单元、以及具有正屈光力的第三子单元，
其中，所述第二子单元包括负透镜和正透镜，
其中，所述第二子单元在图像稳定期间在具有与光轴垂直的分量的方向上移动，以及
其中，满足以下的条件表达式：
0.80<f3/|f2|<1.29
其中，f2是所述第二透镜单元的焦距，f3是所述第三透镜单元的焦距。
38.根据权利要求37所述的变焦镜头，其特征在于，满足以下的条件表达式：
0.60<f3/fw<1.30
其中，fw是所述变焦镜头在广角端处的焦距。
39.根据权利要求37所述的变焦镜头，其特征在于，满足以下的条件表达式：
4.20<f1/|f2|<5.30
其中，f1是所述第一透镜单元的焦距。
40.根据权利要求37所述的变焦镜头，其特征在于，所述第三子单元包括一个正透镜，以及
其中，布置在所述第三子单元的像侧的包括一个负透镜的调焦单元在调焦期间移动，以及
其中，满足以下的条件表达式：
0.90<ff/f2<1.70
其中，ff是所述调焦单元的焦距。
41.根据权利要求37所述的变焦镜头，其特征在于，所述变焦镜头中的离图像最近的透镜单元包括一个正透镜，以及
其中，满足以下的条件表达式：
1.00<f1/fr<1.70
其中，f1是所述第一透镜单元的焦距，并且fr是离图像最近的透镜单元的焦距。
42.根据权利要求37所述的变焦镜头，其特征在于，所述第二子单元包括一个负透镜和一个正透镜。
43.根据权利要求37所述的变焦镜头，其特征在于，所述第二子单元包括一个负透镜和一个正透镜的接合透镜。
44.根据权利要求37所述的变焦镜头，其特征在于，所述第三子单元包括一个透镜。
45.根据权利要求37所述的变焦镜头，还包括布置在所述第一子单元的像侧的光圈。
46.一种摄像设备，包括：
根据权利要求1至45中任一项所述的变焦镜头；以及
图像传感器，其被配置为接收由所述变焦镜头形成的图像光。
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