焦距的雙凸透鏡W及第九透鏡33是正焦 距的雙凸透鏡，第走透鏡31及第八透鏡32組成雙膠合透鏡；第四透鏡組4第十透鏡41是 負(fù)焦距的雙凹透鏡、第十一透鏡42是負(fù)焦距的雙凹透鏡W及第十二透鏡43是正焦距的雙 凸透鏡，第十一透鏡42及第十二透鏡43組成雙膠合透鏡；第五透鏡組5第十=透鏡51是 正焦距的雙凸透鏡、第十四透鏡52是凸面朝物側(cè)負(fù)焦距的凸凹透鏡W及第十五透鏡53是 凸面朝物側(cè)正焦距的凸凹透鏡，第十四透鏡52及第十五透鏡53組成雙膠合透鏡，但不用于 限定本發(fā)明，作為一種改進(jìn)，優(yōu)選，第二透鏡組中所述第六透鏡的折射率大于1. 8,阿貝數(shù)小 于26,第=透鏡組中所述第走透鏡的折射率小于1. 81，阿貝數(shù)大于25 ;所述第八透鏡的折 射率小于1. 6,阿貝數(shù)大于60 ;所述第九透鏡的折射率大于1. 6,阿貝數(shù)小于61 ;所述第四 透鏡組中所述第十透鏡的折射率大于1. 6,阿貝數(shù)小于61 ;所述第十一透鏡的折射率大于 1. 6,阿貝數(shù)大于40 ;所述第十二透鏡的折射率大于1. 7,阿貝數(shù)大于29 ;所述第五透鏡組中 所述第十=透鏡的折射率大于1. 6,阿貝數(shù)大于60 ;所述第十四透鏡的折射率大于1. 6,阿 貝數(shù)大于39 ;所述第十五透鏡的折射率小于1. 6,阿貝數(shù)大于64。
[0031] 表1列出根據(jù)本發(fā)明如圖1、圖2所示變焦鏡頭的一實(shí)例的詳細(xì)數(shù)據(jù)，其包含各透 鏡的曲率半徑、厚度、折射率及色散系數(shù)。其中鏡片的表面代號(hào)是從物側(cè)至像側(cè)依序編排， 例如：[S1]代表第一透鏡11朝物側(cè)的表面，[S2]代表第一透鏡11朝像側(cè)的表面、[Stop] 代表光闊S表面。
[0032] 表1 :變焦鏡頭具體參數(shù)
在表1中，[間隔]代表該表面與相鄰于像側(cè)另一表面的距離，可w表示玻璃厚度，也 可W表示空氣間隔，例如，表面S1的[間隔]為表面S1與表面S2的距離，表示11的玻璃 厚度，表面S2的[間隔]為表面S2與表面S3的距離，表不11同12的空氣間隔。若間隔 值標(biāo)示為巧1]巧2]巧3]，表示兩表面的距離根據(jù)廣角端（wide)與望遠(yuǎn)端（tele)不同焦距 而有所不同，其距離如表2所示。同時(shí)表2亦列出變焦鏡頭于廣角端與望遠(yuǎn)端的焦距值。
[0033] 表2;不同焦距元件間隔
在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，變焦鏡頭在廣角端的焦距為20mm時(shí)，五組透鏡總厚度DG可選用小 于120mm，即DG/Fw<6.0,在本實(shí)施例中，變焦鏡頭在廣角端的焦距為20. 0614mm，DG值為 113. 2mm，故DG/Fw的值為 5. 64<6. 0。
[0034] 在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，變焦鏡頭在廣角端的焦距為20mm時(shí)，變焦鏡頭于望遠(yuǎn)端的焦距ft 為大于900mm，即Ft/Fw〉45. 0,在本實(shí)施例中，變焦鏡頭在廣角端的焦距為20. 0614mm，變焦 鏡頭于望遠(yuǎn)端的焦距ft為999. 962mm，故變焦鏡頭的倍率Ft/Fw為49. 85M5. 0。
[0035] 在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，變焦鏡頭在廣角端的焦距為20mm，變焦鏡頭于望遠(yuǎn)端的鏡頭總長(zhǎng) ITL為小于700,即TTL/Fw<35. 0,在本實(shí)施例中，變焦鏡頭在廣角端的焦距為20. 0614mm，變 焦鏡頭于望遠(yuǎn)端的鏡頭總長(zhǎng)ITL為656. 27,故TTL/Fw的值為32. 7K35. 0。
[0036] 在表3中，列出變焦鏡頭在廣角端和望遠(yuǎn)端時(shí)的像方F#。
[0037] 表3 ;不同焦距系統(tǒng)像方F#
在本實(shí)方案中，變焦鏡頭于望遠(yuǎn)端的光圈值（F#)為10，在廣角端的光圈值為6。
[0038] 圖3、圖4分別顯示本發(fā)明一實(shí)施例中變焦鏡頭在廣角端與望遠(yuǎn)端的場(chǎng)曲（field curvature)曲線圖。其中，曲線T、S分別顯示變焦鏡頭對(duì)于子午光束（TangentialRays) 與弧矢光束（SagittalRays)的像差，曲線a代表波長(zhǎng)0. 486um，曲線b代表波長(zhǎng)0. 588um， 曲線C代表波長(zhǎng)0. 656um。于本實(shí)施例中，在廣角端時(shí)，各種波長(zhǎng)的光束的子午場(chǎng)曲值與弧 矢場(chǎng)曲值均控制在（-0. 22mm，0. 05mm)范圍內(nèi)；于望遠(yuǎn)端時(shí)，藍(lán)綠光子午場(chǎng)曲值和弧矢場(chǎng)曲 值均控制在（-〇. 1mm，0. 1mm)范圍內(nèi)，紅光子午場(chǎng)曲和弧矢場(chǎng)曲值控制在（0. 6mm, 0. 9mm)范 圍內(nèi)。
[0039] 圖5、圖6分別顯示本發(fā)明本實(shí)施例的變焦鏡頭在廣角端與望遠(yuǎn)端的崎變 (distodion)曲線圖，曲線a代表波長(zhǎng)0. 486um，曲線b代表波長(zhǎng)0. 588um，曲線C代表波長(zhǎng) 0. 656um。于本實(shí)施例中，在望遠(yuǎn)端時(shí)，各種波長(zhǎng)光束的崎變率控制在（0,0. 4%)范圍內(nèi)；在 廣角端時(shí)，崎變率控制在（-4%，0)范圍內(nèi)。
[0040] 圖7、圖8分別顯示本發(fā)明本實(shí)施例的變焦鏡頭在廣角端與望遠(yuǎn)端的橫向色差 (lateral color)圖，曲線a代表波長(zhǎng)0. 486um，曲線b代表波長(zhǎng)0. 588um，曲線C代表波長(zhǎng) 0. 656um。于本實(shí)施例中，在廣角端時(shí)，各種波長(zhǎng)的光束的橫向色差控制在（0um，9um)范圍 內(nèi)；在望遠(yuǎn)端時(shí)，各種波長(zhǎng)的光束的橫向色差控制在（-12um，2um)范圍內(nèi)。
[0041] 由圖3至圖8可知，本發(fā)明實(shí)施例的變焦鏡頭在廣角端與望遠(yuǎn)端的場(chǎng)曲、崎變及橫 向色差均能獲得良好校正。
[004引當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟 悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可W根據(jù)本發(fā)明做出各種相應(yīng)的改變和變形，但該些相應(yīng)的改變和變 形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種變焦鏡頭，其特征在于，自物側(cè)至像側(cè)依次包括： 第一透鏡組，具有正焦距； 第二透鏡組，具有負(fù)焦距； 第三透鏡組，具有正焦距； 第四透鏡組，具有正焦距； 以及第五透鏡組，具有正焦距； 其中，在從望遠(yuǎn)端向廣角端變焦期間，所述第二透鏡組沿光軸向物側(cè)移動(dòng)，所述第三透 鏡組沿光軸向像側(cè)移動(dòng)； 且所述變焦鏡頭滿足以下條件： DG/Fw<6. O ； 其中，DG為所述第一透鏡組、所述第二透鏡組、所述第三透鏡組、所述第四透鏡組以及 所述第五透鏡組的厚度總和； Fw為所述變焦鏡頭在廣角端的焦距。2. 按照權(quán)利要求1所述變焦鏡頭，其特征在于，所述變焦鏡頭還滿足以下條件： TTL/Fw<35. O ； 其中，TTL為所述變焦鏡頭在望遠(yuǎn)端的鏡頭總長(zhǎng)； Fw為所述變焦鏡頭在廣角端的焦距。3. 按照權(quán)利要求1所述變焦鏡頭，其特征在于，所述變焦鏡頭還滿足以下條件： Ft/Fw>45.O ； 其中，F(xiàn)t為所述變焦鏡頭在望遠(yuǎn)端的焦距； Fw為所述變焦鏡頭在廣角端的焦距。4. 按照權(quán)利要求1~3任一所述變焦鏡頭，其特征在于，所述第一透鏡組自物側(cè)到像側(cè) 依次包括： 第一透鏡，具有負(fù)焦距； 第二透鏡，具有正焦距； 以及第三透鏡，具有正焦距。5. 按照權(quán)利要求1~3任一所述變焦鏡頭，其特征在于，所述第二透鏡組自物側(cè)到像側(cè) 依次包括： 第四透鏡，具有負(fù)焦距； 第五透鏡，具有負(fù)焦距； 以及第六透鏡，具有正焦距； 且所述第六透鏡的折射率大于1. 8,阿貝數(shù)小于26。6. 按照權(quán)利要求1~3任一所述變焦鏡頭，其特征在于，所述第三透鏡組自物側(cè)到像側(cè) 依次包括： 第七透鏡，具有負(fù)焦距； 第八透鏡，具有正焦距； 以及第九透鏡，具有正焦距； 且所述第七透鏡的折射率小于1. 81，阿貝數(shù)大于25 ;所述第八透鏡的折射率小于1. 6， 阿貝數(shù)大于60 ;所述第九透鏡的折射率大于1. 6,阿貝數(shù)小于61。7. 按照權(quán)利要求1~3任一所述變焦鏡頭，其特征在于，所述第四透鏡組自物側(cè)到像側(cè) 依次包括： 第十透鏡，具有負(fù)焦距； 第十一透鏡，具有負(fù)焦距； 以及第十二透鏡，具有正焦距， 且所述第十透鏡的折射率大于1. 6,阿貝數(shù)小于61 ;所述第十一透鏡的折射率大于 1. 6,阿貝數(shù)大于40 ;所述第十二透鏡的折射率大于1. 7,阿貝數(shù)大于29。8. 按照權(quán)利要求1~3任一所述變焦鏡頭，其特征在于，所述第五透鏡組自物側(cè)到像側(cè) 依次包括： 第十三透鏡，具有正焦距； 第十四透鏡，具有負(fù)焦距； 以及第十五透鏡，具有正焦距； 且所述第十三透鏡的折射率大于1. 6,阿貝數(shù)大于60 ;所述第十四透鏡的折射率大于 1. 6,阿貝數(shù)大于39 ;所述第十五透鏡的折射率小于1. 6,阿貝數(shù)大于64。9. 按照權(quán)利要求1~3任一所述變焦鏡頭，其特征在于：所述變焦鏡頭在廣角端的光圈 值小于6,在望遠(yuǎn)端的光圈值小于10。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種變焦鏡頭，自物側(cè)至像側(cè)依次包括：具有正焦距的第一透鏡組；具有負(fù)焦距的第二透鏡組；具有正焦距的第三透鏡組；具有正焦距的第四透鏡組以及具有正焦距的第五透鏡組；其中，在從望遠(yuǎn)端向廣角端變焦期間，所述第二透鏡組沿光軸向物側(cè)移動(dòng)，所述第三透鏡組沿光軸向像側(cè)移動(dòng)；且所述變焦鏡頭滿足以下條件：DG/Fw＜6.0；其中，DG為所述第一透鏡組、所述第二透鏡組、所述第三透鏡組、所述第四透鏡組以及所述第五透鏡組的厚度總和；Fw為所述變焦鏡頭在廣角端的焦距；該變焦鏡頭具有高倍率、大變倍比以及成像品質(zhì)高等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】G02B15/14
【公開(kāi)號(hào)】CN104977701
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510377834
【發(fā)明人】洪永豐, 于鑫, 賈平, 張葆, 沈宏海
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
【公開(kāi)日】2015年10月14日
【申請(qǐng)日】2015年7月1日