變焦鏡頭以及具有該變焦鏡頭的攝影裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了變焦鏡頭以及具有該變焦鏡頭的攝影裝置。該變焦鏡頭包括：第一透鏡組，具有正屈光力并包括多個透鏡；第二透鏡組，具有負屈光力；第三透鏡組，具有正屈光力；第四透鏡組，具有負屈光力并包括一個透鏡；以及第五透鏡組，具有正屈光力并包括一個透鏡。第一至第五透鏡組自被攝體側(cè)順序地布置。在從廣角位置到長焦位置的變焦期間，相鄰透鏡組之間的間隔改變。變焦鏡頭滿足以下不等式，0.4≤n1-n2≤0.7，其中“n1”表示第一透鏡組中自被攝體側(cè)的第一透鏡的折射率，“n2”表示第一透鏡組中自被攝體側(cè)的第二透鏡的折射率。
【專利說明】變焦鏡頭以及具有該變焦鏡頭的攝影裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明的各種實施方式涉及一種高放大倍數(shù)的緊湊變焦鏡頭(zoom lens)及具有該變焦鏡頭的攝影裝置(photographing apparatus)。
【背景技術】
[0002]諸如利用可互換鏡頭的數(shù)字照相機和利用固態(tài)圖像器件的攝像機的攝影裝置需要具有高分辨率和高放大倍數(shù)。此外，隨著消費者關于攝影裝置的知識的增加，需要一種緊湊的高放大倍數(shù)的光學系統(tǒng)，用于采用CCD或CMOS的數(shù)字照相機或數(shù)字可攜式攝像機中的變焦鏡頭。然而，難以制造具有高分辨率和高放大倍數(shù)并且還緊湊的光學系統(tǒng)。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的各種實施方式提供一種高放大倍數(shù)的緊湊的變焦鏡頭。
[0004]各種實施方式還提供包括該高放大倍數(shù)的緊湊變焦鏡頭的攝影裝置。
[0005]根據(jù)實施方式，一種變焦鏡頭包括:第一透鏡組，具有正屈光力(positiverefractive power)并包括多個透鏡；第二透鏡組,具有負屈光力；第三透鏡組,具有正屈光力；第四透鏡組，具有負屈光力并包括一個透鏡；以及第五透鏡組，具有正屈光力并包括一個透鏡，其中第一至第五透鏡組自被攝體側(cè)(object side)順序地布置，在從廣角位置到長焦位置(tel印hoto position)的變焦期間相鄰透鏡組之間的間隔改變，變焦鏡頭滿足以下不等式，
[0006]0.4 ≤ nl-n2 ( 0.7，
[0007]其中“nl”表示第一透鏡組中自被攝體側(cè)的第一透鏡的折射率，“n2”表示第一透鏡組中自被攝體側(cè)的第二透鏡的折射率。
[0008]第二透鏡組可以包括三個透鏡，第二透鏡組的自被攝體側(cè)的第一透鏡可以是非球面透鏡。
[0009]變焦鏡頭可以滿足以下不等式，1.8≤n6≤2.2，其中“n6”表示第二透鏡組中最靠近成像側(cè)(image side)的透鏡的折射率。
[0010]第二透鏡組中自被攝體側(cè)的第一透鏡可以是非球面透鏡。
[0011]第二透鏡組可以包括朝向物體側(cè)凸起的負非球面凹凸透鏡(negativeaspherical meniscus lens)、雙凹面負透鏡(biconcave negative lens)、以及朝向被攝體側(cè)凸起的正凹凸透鏡(positive meniscus lens)。
[0012]第三透鏡組中自被攝體側(cè)的第一透鏡可以是非球面透鏡。
[0013]第三透鏡組可以包括雙合透鏡(doublet lens)。
[0014]第三透鏡組可以包括四個透鏡，四個透鏡中自被攝體側(cè)順序地布置的三個透鏡是凹凸透鏡。
[0015]第三透鏡組中的四個透鏡中的自被攝體側(cè)順序地布置的三個透鏡可以是朝向被攝體側(cè)凸起的凹凸透鏡。[0016]第三透鏡組中最靠近成像側(cè)的透鏡可以是雙凸面透鏡(biconvex lens)。
[0017]包括在第四透鏡組中的一個透鏡可以是朝向被攝體側(cè)凸起的凹凸透鏡。
[0018]包括在第五透鏡組中的一個透鏡可以是朝向被攝體側(cè)凸起的凹凸透鏡。
[0019]第四透鏡組和第五透鏡組的透鏡可以由塑料形成。
[0020]第四透鏡組的一個透鏡和第五透鏡組的一個透鏡可以分別滿足以下不等式，
[0021]1.45 ≤ nil ≤ 1.65 和
[0022]1.45 ≤ nl2 ≤1.65，
[0023]其中，“nil”表示包括在第四透鏡組中的一個透鏡的折射率，“nl2”表示包括在第五透鏡組中的一個透鏡的折射率。
[0024]第三透鏡組可以包括孔徑光闌。
[0025]第五透鏡組可以執(zhí)行聚焦。
[0026]變焦鏡頭可以具有15X或更高的變焦比。
[0027]根據(jù)另一實施方式，一種攝影裝置包括變焦鏡頭和用于接收由變焦鏡頭形成的圖像的成像器件。變焦鏡頭包括:第一透鏡組，具有正屈光力并包括多個透鏡；第二透鏡組，具有負屈光力；第三透鏡組，具有正屈光力；第四透鏡組，具有負屈光力并包括一個透鏡；以及第五透鏡組，具有正屈光力并包括一個透鏡，其中第一至第五透鏡組自被攝體側(cè)順序地布置，在從廣角位置到長焦位置的變焦期間相鄰透鏡組之間的間隔改變，變焦鏡頭滿足以下不等式，
[0028]0.4 ≤ nl-n2 ≤0.7，
[0029]其中“nl”表示第一透鏡組中自被攝體側(cè)的第一透鏡的折射率，“n2”表示第一透鏡組中自被攝體側(cè)的第二透鏡的折射率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]通過參照附圖詳細描述本發(fā)明的示范實施方式，以上和其他的特征以及優(yōu)點將變得更加明顯，附圖中:
[0031]圖1是示意地示出根據(jù)第一實施方式的處于廣角位置、中間位置和長焦位置的變焦鏡頭的圖；
[0032]圖2A和2B是圖1的變焦鏡頭處于廣角位置和長焦位置的像差圖；
[0033]圖3是示意地示出根據(jù)第二實施方式的處于廣角位置、中間位置和長焦位置的變焦鏡頭的圖；
[0034]圖4A和4B是圖3的變焦鏡頭處于廣角位置和長焦位置的像差圖；
[0035]圖5是示意地示出根據(jù)第三實施方式的處于廣角位置、中間位置和長焦位置的變焦鏡頭的圖；
[0036]圖6A和6B是圖5的變焦鏡頭處于廣角位置和長焦位置的像差圖；
[0037]圖7是示意地示出根據(jù)第四實施方式的處于廣角位置、中間位置和長焦位置的變焦鏡頭的圖；
[0038]圖8A和SB是圖7的變焦鏡頭處于廣角位置和長焦位置的像差圖；以及
[0039]圖9是示意地示出根據(jù)實施方式的攝影裝置的透視圖?！揪唧w實施方式】
[0040]參照用于示出示范實施方式的附圖以獲得對于本發(fā)明、其優(yōu)點以及通過實施本發(fā)明而實現(xiàn)的目標的充分理解。在下文，將通過參照【專利附圖】

【附圖說明】示范實施方式來詳細描述本發(fā)明。附圖中相同的附圖標記表示相同的元件。
[0041]諸如“......中的至少一個”的表述，當在一列元件之前時，修改元件的整個列表
而不修改列表中的各個元件。
[0042]圖1是示意地示出根據(jù)第一實施方式的處于廣角位置、中間位置和長焦位置的變焦鏡頭100的圖。參照圖1，根據(jù)本實施方式的變焦鏡頭100按照自被攝體側(cè)O到成像側(cè)I的順序可以包括:具有正屈光力的第一透鏡組G1、具有負屈光力的第二透鏡組G2、具有正屈光力的第三透鏡組G3、具有負屈光力的第四透鏡組G4以及具有正屈光力的第五透鏡組G5。至少一個濾光片13或14可以提供在第五透鏡組G5的成像側(cè)I。
[0043]變焦鏡頭100可以具有15X或更高的高變焦比。在變焦鏡頭100中，第一至第五透鏡組Gl、G2、G3、G4和G5都可以在變焦期間移動。例如，在從廣角位置到長焦位置的變焦期間，第一透鏡組Gl與第二透鏡組G2之間的距離Dl可以增大，第二透鏡組G2與第三透鏡組G3之間的距離D2可以減小。第三透鏡組G3與第四透鏡組G4之間的距離D3可以增大然后減小，第四透鏡組G4與第五透鏡組G5之間的距離D4可以減小然后增大。第五透鏡組G5與至少一個濾光片13或14之間的距離D5可以增大然后減小。備選地，距離D5可以單調(diào)地減小。
[0044]在本實施方式中，在從廣角位置到長焦位置的變焦期間通過減少每個透鏡組的移動量，用于移動透鏡組的機 構(gòu)是簡單的，從而透鏡鏡筒可以制作得緊湊。
[0045]第一透鏡組Gl可以包括多個透鏡。例如,第一透鏡組Gl可以包括第一透鏡1、第二透鏡2和第三透鏡3。第一透鏡I具有負屈光力，第二透鏡2具有正屈光力，第三透鏡3具有正屈光力。第一透鏡I可以為例如朝向被攝體側(cè)O凸起的凹凸透鏡。第二透鏡2可以是雙凸面透鏡。第三透鏡3可以是朝向被攝體側(cè)O凸起的凹凸透鏡。第一透鏡I和第二透鏡2可以是雙合透鏡。
[0046]第一透鏡組Gl可以滿足以下不等式。
[0047]0.4 ≤ nl-n2 ≤ 0.7 [不等式 I]
[0048]在不等式I中，“nl”表示第一透鏡組Gl中自被攝體側(cè)O的第一透鏡I的折射率，“n2”表示第一透鏡組Gl中自被攝體側(cè)O的第二透鏡2的折射率。
[0049]不等式I示出第一透鏡組Gl中自被攝體側(cè)O的第一透鏡I與第二透鏡2之間的折射率差異。通過滿足不等式1，可以容易地執(zhí)行在長焦位置的色差校正和變焦鏡頭100的總長度的減小。當“nl-n2”超過上限時，像差可以被校正但材料成本會增加。當“nl-n2”小于下限時，在長焦位置處的色差校正和變焦鏡頭100的總長度減小變得困難，因此，難以使變焦鏡頭100緊湊。
[0050]由于第一透鏡組Gl的處于被攝體側(cè)O的透鏡的直徑相對大于其他透鏡組的每個透鏡的直徑，所以可以通過降低第一透鏡組Gl的透鏡的成本來降低變焦鏡頭100的總成本。因此，當?shù)谝煌哥RI和第二透鏡2被配置為滿足不等式I時，可以降低制造成本。例如，第一透鏡組Gl中自被攝體側(cè)O的第一透鏡I可以具有相對高的折射率，而第一透鏡組Gl中自被攝體側(cè)O的第二透鏡2可以具有相對低的折射率。例如，第一透鏡組Gl中自被攝體側(cè)O的第一透鏡(即，第一透鏡I)可以是具有約1.95或更高的折射率的高折射透鏡，而第一透鏡組Gl中自被攝體側(cè)O的第二透鏡(即，第二透鏡2)可以是具有約1.5或更低的折射率的低折射透鏡。變焦鏡頭100可以通過結(jié)合第一透鏡I和第二透鏡2而被小型化。此外，第一透鏡I可以由具有30或更低的阿貝數(shù)(Abbe number)的材料形成，第二透鏡2可以由具有80或更高的阿貝數(shù)的材料形成，因此，色差可以被容易地校正。
[0051]第三透鏡3可以是例如朝向被攝體側(cè)O凸起的凹凸透鏡。因此，在長焦位置的色差以及在廣角位置的變形和像散可以被容易地校正。
[0052]第二透鏡組G2可以包括三個透鏡，例如第四透鏡4、第五透鏡5和第六透鏡6。第四透鏡4可以具有負屈光力，第五透鏡5可以具有負屈光力，第六透鏡6可以具有正屈光力。第四透鏡4可以是朝向被攝體側(cè)O凸起的凹凸透鏡。第五透鏡5可以是雙凹面透鏡。第六透鏡6可以是朝向被攝體側(cè)O凸起的凹凸透鏡。第四透鏡4可以是非球面透鏡。第二透鏡組G2可以容易地校正像散。
[0053]第二透鏡組G2可以滿足以下不等式。
[0054]1.8 ≤n6 ≤2.2 [不等式 2]
[0055]在不等式2中，“n6”表示第二透鏡組G2中最靠近成像側(cè)I的透鏡(例如第六透鏡6)的折射率。由于第二透鏡組2滿足不等式2，所以處于廣角位置的透鏡的外圍部分中的橫向像差和像散可以被容易地校正。由于在變焦期間第二透鏡組G2的移動量以及第二透鏡組G2的透鏡的厚度之和被減小，所以變焦鏡頭100可以被小型化。
[0056]第二透鏡組G2中最靠近被攝體側(cè)O的透鏡和最靠近成像側(cè)I的透鏡(例如，第四透鏡4和第六透鏡6)可以是具有與其他透鏡組相比相對高的折射率的高折射透鏡。因此，在從廣角位置到長焦位置的變焦期間，可以減小第二透鏡組G2的移動量，并可以獲得高的變焦比。
[0057]第三透鏡組G3可以包括四個透鏡，例如第七透鏡7、第八透鏡8、第九透鏡9和第十透鏡10。第七透鏡7可以是非球面透鏡并可以減小球面像差。第七透鏡7、第八透鏡8和第九透鏡9的每個可以是凹凸透鏡。第七透鏡7、第八透鏡8和第九透鏡9的每個可以是例如朝向被攝體側(cè)O凸起的凹凸透鏡。由于在第三透鏡組G3中三個凹凸透鏡(例如，第七透鏡7、第八透鏡8和第九透鏡9)按照自被攝體側(cè)O的順序布置，所以在透鏡的加工期間，第三透鏡組G3中的透鏡可以容易在第三透鏡組G3的外圍部分中獲得適當?shù)暮穸取Ｒ虼耍哥R的厚度減小，因此變焦鏡頭100可以被小型化。
[0058]第十透鏡10可以是雙凸面透鏡。第三透鏡組包括雙合透鏡。第八透鏡8和第九透鏡9可以例如通過接合凸透鏡和凹透鏡而形成。當?shù)谌哥R組G3如上配置時，可以減少在變焦期間發(fā)生的放大色差(chromatic aberration of magnification)。孔徑光闌ST可以提供在第三透鏡組G3中最靠近被攝體側(cè)O的位置處。在從廣角位置到長焦位置的變焦期間，孔徑光闌ST的尺寸可以不改變。例如，光圈數(shù)Fno可以在長焦位置為約5.8，在廣角位置為約3.3。此外，通過使得第二透鏡組G2和第三透鏡組G3的移動量在從廣角位置到長焦位置的變焦期間幾乎相同，可以減小處于長焦位置的變焦鏡頭100的總長度的增加量。
[0059]第四透鏡組G4可以包括一個透鏡。例如，第四透鏡組G4可以包括具有朝向被攝體側(cè)O凸起的凹凸透鏡形狀的第十一透鏡11。
[0060]第五透鏡組G4可以包括一個透鏡。例如，第五透鏡組G5可以包括具有朝向被攝體側(cè)O凸起的凹凸透鏡形狀的第十二透鏡12。由于第四透鏡組G4和第五透鏡組G5的第十一透鏡11和第十二透鏡12是朝向被攝體側(cè)O凸起的凹凸透鏡，所以在長焦位置的變形和像散可以被容易地校正。此外，由于第四透鏡組G4和第五透鏡組G5兩者具有相同形狀的凹凸透鏡，所以當透鏡被容納在鏡筒(未示出)中時，變焦鏡頭100可以被小型化。
[0061 ] 第四透鏡組G4和第五透鏡組G5可以滿足以下不等式。
[0062]1.45 ≤nil ≤1.65 [不等式 3]
[0063]1.45 ≤nl2 ≤ 1.65 [不等式 4]
[0064]在不等式3和4中，“nil”表示包括在第四透鏡組G4中的透鏡(例如，第十一透鏡11)的折射率，“nl2”表示包括在第五透鏡組G5中的透鏡(例如，第十二透鏡12)的折射率。
[0065]當?shù)谒耐哥R組G4和第五透鏡組G5滿足不等式3和4時，入射在成像面(MG)上的光線的入射角不增加，因此，可以降低用于透鏡材料的成本。例如，第十一透鏡11和第十二透鏡12可以由塑料形成。因此，可以減小透鏡的外圍部分中的場曲像差根據(jù)物距變化的變化。此外，第十一透鏡11和第十二透鏡12可以是非球面透鏡。
[0066]當?shù)谒耐哥R組G4和第五透鏡組G5的透鏡都是朝向被攝體側(cè)O凸起的凹凸透鏡時，在長焦位置處的變形和變焦期間的像散可以被容易地校正。此外，由于第四透鏡組G4和第五透鏡組G5的塑料透鏡的焦距被設計為彼此類似，所以可以減小焦點位置根據(jù)溫度變化的變化。由于第四透鏡組G4和第五透鏡組G5的透鏡是塑料透鏡，所以可以降低制造成本。
[0067]用于根據(jù)本實施方式的變焦鏡頭100的非球面表面定義如下。
[0068]當假設光軸方向是X軸、垂直于光軸方向的方向是Y軸并且光線行進的方向為正時，非球面表面的形狀可以由以下公式給出。
[0069]
【權利要求】
1.一種變焦鏡頭，包括: 第一透鏡組，具有正屈光力并包括多個透鏡； 第二透鏡組，具有負屈光力； 第三透鏡組，具有正屈光力； 第四透鏡組，具有負屈光力并包括一個透鏡；以及 第五透鏡組，具有正屈光力并包括一個透鏡， 其中所述第一至第五透鏡組自被攝體側(cè)順序地布置，相鄰透鏡組之間的間隔在從廣角位置到長焦位置的變焦期間改變，所述變焦鏡頭滿足以下不等式， . 0.4 ≤ nl-n2 ( 0.7， 其中“nl”表示所述第一透鏡組中自被攝體側(cè)的第一透鏡的折射率，“n2”表示所述第一透鏡組中自被攝體側(cè)的第二透鏡的折射率。
2.如權利要求1所述的變焦鏡頭，其中所述第二透鏡組包括三個透鏡，所述第二透鏡組中自被攝體側(cè)的第一透鏡是非球面透鏡。
3.如權利要求1所述的變焦鏡頭，其中所述變焦鏡頭還滿足以下不等式， . 1.8 ≤n6 ≤ 2.2， 其中“n6”表示所述第二透鏡組中最靠近成像側(cè)的透鏡的折射率。
4.如權利要求1所述的變焦鏡頭，其中所述第二透鏡組中自被攝體側(cè)的第一透鏡是非球面透鏡。
5.如權利要求1所述的變焦鏡頭，其中所述第二透鏡組包括朝向被攝體側(cè)凸起的負非球面凹凸透鏡、雙凹面負透鏡和朝向被攝體側(cè)凸起的正凹凸透鏡。
6.如權利要求1所述的變焦鏡頭，其中所述第三透鏡組中自被攝體側(cè)的第一透鏡是非球面透鏡。
7.如權利要求1所述的變焦鏡頭，其中所述第三透鏡組包括雙合透鏡。
8.如權利要求1所述的變焦鏡頭，其中所述第三透鏡組包括四個透鏡，所述四個透鏡中自被攝體側(cè)順序地布置的三個透鏡是凹凸透鏡。
9.如權利要求8所述的變焦鏡頭，其中在所述第三透鏡組的所述四個透鏡中自被攝體側(cè)順序地布置的三個透鏡是朝向被攝體側(cè)凸起的凹凸透鏡。
10.如權利要求8所述的變焦鏡頭，其中所述第三透鏡組中最靠近成像側(cè)的透鏡是雙凸面透鏡。
11.如權利要求1至10中任一項所述的變焦鏡頭，其中包括在所述第四透鏡組中的所述一個透鏡是朝向被攝體側(cè)凸起的凹凸透鏡。
12.如權利要求1至10中任一項所述的變焦鏡頭，其中包括在所述第五透鏡組中的所述一個透鏡是朝向被攝體側(cè)凸起的凹凸透鏡。
13.如權利要求1至10中任一項所述的變焦鏡頭，其中所述第四透鏡組的所述一個透鏡和所述第五透鏡組的所述一個透鏡分別滿足以下不等式， . 1.45 ( nil ( 1.65 和
.1.45 ( nl2 ( 1.65， 其中，“nlI”表示包括在所述第四透鏡組中的所述一個透鏡的折射率，“nl2”表示包括在所述第五透鏡組中的所述一個透鏡的折射率。
14.如權利要求1至10中任一項所述的變焦鏡頭，其中所述變焦鏡頭具有15X或更高的變焦比。
15.一種攝影裝置，包括: 變焦鏡頭；以及 成像器件，接收由所述變焦鏡頭形成的圖像， 其中所述變焦鏡頭包括: 第一透鏡組，具有正屈光力并包括多個透鏡， 第二透鏡組，具有負屈光力， 第三透鏡組，具有正屈光力， 第四透鏡組，具有負屈光力并包括一個透鏡，以及 第五透鏡組，具有正屈光力并包括一個透鏡， 其中所述第一至第五透鏡組自被攝體側(cè)順序地布置，相鄰透鏡組之間的間隔在從廣角位置到長焦位置的變焦期間改變，所述變焦鏡頭滿足以下不等式， . 0.4 ≤ nl-n2 ( 0.7， 其中“nl”表示所述第一透鏡組中自被攝體側(cè)的第一透鏡的折射率，“n2”表示所述第一透鏡組中自被攝體側(cè)的第二透鏡的折射率。
【文檔編號】G02B7/04GK103676117SQ201310418876
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年9月13日 優(yōu)先權日:2012年9月14日
【發(fā)明者】金東佑 申請人:三星電子株式會社