变焦镜头

技术领域

本发明是一种涉及具有收缩结构的变焦镜头的发明。特别是一种涉及如下这样的变焦镜头的发明：适用于使用了高像素用的CCD、CMOS等摄像元件的智能手机用相机组件、数码相机等，当广角端的F值(以下称为FNO)为2.0以下时，变得明亮，具有良好的光学特性，变焦比为1.80以上，且当收缩时的TTL(变焦镜头的光学总长)为8.00mm以下时，变得小型，并且由四组六片透镜构成的变焦镜头。

背景技术

近年来，正在寻求这样一种变焦镜头：广角端的FNO≤2.0，变焦比≥1.80，具有良好的光学特性，在非摄影时使镜头镜筒收缩到相机内而缩短TTL，并且在收缩时变得小型的变焦镜头。

正在推进一种由六片透镜构成的变焦镜头的技术开发。作为该六片结构的变焦镜头，在专利文献1中提出了一种由三组六片透镜构成的镜头。

专利文献1的实施例中公开的摄像镜头的变焦比为4.74以上，但当广角端的FNO为2.552以上时，亮度不足，且摄影时的TTL也较长，小型化也不充分。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国公开专利号US2020/0241265A1

发明内容

发明所要解决的课题

本发明的目的在于，提供这样一种变焦镜头：当收缩时的TTL≤8.00mm时，变得小型，在摄影时，当广角端的FNO≤2.0时，变得明亮，具有良好的光学特性，变焦比≥1.80，并且由四组六片透镜构成的变焦镜头。

用于解决课题的手段

为了达成上述目标，本发明的发明人仔细研究了第三透镜的焦距与第二透镜的焦距的比、以及第四透镜的焦距与第二透镜的焦距的比，结果发现能够得到改善现有技术课题的变焦镜头，从而想到了本发明。

本发明的实施例提供了一种变焦镜头，所述变焦镜头自物侧至像侧依序由具有负屈折力的第一透镜、具有正屈折力的第二透镜组、具有正屈折力的第五透镜、以及具有负屈折力的第六透镜组成，

在变倍时，所述第一透镜、所述第二透镜组、所述第五透镜、以及所述第六透镜中，相邻的透镜或透镜组的在光轴方向的间隔发生变化，

所述第二透镜组由具有正屈折力的第二透镜、具有负屈折力的第三透镜和具有负屈折力的第四透镜组成，

所述变焦镜头满足以下关系式(1)～(3)：

f_Tele/f_Wide≥1.80 (1)

-1.75≤f3/f2≤-1.35 (2)

-1.75≤f4/f2≤-1.35 (3)

其中，

f_Wide：广角(Wide)端的变焦镜头整体的焦距；

f_Tele：长焦(Tele)端的变焦镜头整体的焦距；

f2：第二透镜的焦距；

f3：第三透镜的焦距；

f4：第四透镜的焦距。

优选地，满足以下关系式(4)：

-1.30≤f1/fG2≤-1.00 (4)

其中，

f1：第一透镜的焦距；

fG2：第二透镜组的组合焦距。

优选地，满足以下关系式(5)：

0.30≤f5/fG2≤0.40 (5)

其中，

f5：第五透镜的焦距；

fG2：第二透镜组的组合焦距。

优选地，满足以下关系式(6)：

-1.50≤f6/fG2≤-1.00 (6)

其中，

f6：第六透镜的焦距；

fG2：第二透镜组的组合焦距。

优选地，满足以下关系式(7)：

4.00≤LB_Tele/LB_Wide≤5.00 (7)

其中，

LB_Wide：广角端的第六透镜的像侧面到像面的轴上距离；

LB_Tele：长焦端的第六透镜的像侧面到像面的轴上距离。

优选地，满足以下关系式(8)：

76.00≤ν1≤82.00 (8)

其中，

ν1：第一透镜的阿贝数。

优选地，所述第一透镜是玻璃材料。

发明效果

本发明的有益效果如下所示。

根据本发明，本发明特别是一种涉及如下这样的变焦镜头的发明：适用于使用了高像素用的CCD、CMOS等摄像元件的智能手机用相机组件、数码相机等，当收缩时的TTL≤8.00mm时，变得小型，在摄影时，当广角端的FNO≤2.0时，变得明亮，具有良好的光学特性，变焦比≥1.80，并且由四组六片透镜构成的变焦镜头。

附图说明

图1是示出本发明的实施例1的变焦镜头LA的概略结构的图。

图2是示出本发明的实施例1的变焦镜头LA的广角端的轴向球差、像散场曲、畸变的图。

图3是示出本发明的实施例1的变焦镜头LA的长焦端的轴向球差、像散场曲、畸变的图。

图4是示出本发明的实施例2的变焦镜头LA的概略结构的图。

图5是示出本发明的实施例2的变焦镜头LA的广角端的轴向球差、像散场曲、畸变的图。

图6是示出本发明的实施例2的变焦镜头LA的长焦端的轴向球差、像散场曲、畸变的图。

图7是示出本发明的实施例3的变焦镜头LA的概略结构的图。

图8是示出本发明的实施例3的变焦镜头LA的广角端的轴向球差、像散场曲、畸变的图。

图9是示出本发明的实施例3的变焦镜头LA的长焦端的轴向球差、像散场曲、畸变的图。

图10是示出本发明的实施例4的变焦镜头LA的概略结构的图。

图11是示出本发明的实施例4的变焦镜头LA的广角端的轴向球差、像散场曲、畸变的图。

图12是示出本发明的实施例4的变焦镜头LA的长焦端的轴向球差、像散场曲、畸变的图。

图13是示出本发明的实施例5的变焦镜头LA的概略结构的图。

图14是示出本发明的实施例5的变焦镜头LA的广角端的轴向球差、像散场曲、畸变的图。

图15是示出本发明的实施例5的变焦镜头LA的长焦端的轴向球差、像散场曲、畸变的图。

具体实施方式

以下将结合附图和实施例进一步对本发明进行说明。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施例进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施例中，为了使读者更好地理解本发明而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改，也可以实现本发明所要求保护的技术方案。

将对本发明的变焦镜头的实施例进行说明。该变焦镜头LA具备四组六片结构的透镜系统，在该四组六片结构的透镜系统中，自物侧至像侧配置有第一透镜L1、第二透镜组G2、第五透镜L5以及第六透镜L6，第二透镜组G2由第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4构成。在第六透镜L6与像面之间配置有玻璃平板GF。作为该玻璃平板GF，可假设有玻璃盖板以及各种过滤片(filter)等。在本发明中，玻璃平板GF可以配置在不同的位置，也能够省略该结构。

第一透镜L1是具有负屈折力的透镜，第二透镜组G2是具有正屈折力的透镜组，第五透镜L5是具有正屈折力的透镜，第六透镜L6是具有负屈折力的透镜，所述第二透镜组G2由第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4构成，第2透镜L2是具有正屈折力的透镜，第三透镜L3是具有负屈折力的透镜，第四透镜L4是具有负屈折力的透镜。为了良好地校正各个像差，在这些六片透镜的透镜表面中，希望将所有的表面设为非球面形状。

该变焦镜头LA满足以下关系式(1)：

f_Tele/f_Wide≥1.80 (1)

关系式(1)规定了变焦镜头LA的变焦比。在满足关系式(1)时，容易实现各个像差的校正，且变焦比变得充分，因此是优选的。

该变焦镜头LA满足以下关系式(2)：

-1.75≤f3/f2≤-1.35 (2)

关系式(2)规定了第三透镜L3的焦距f3与第二透镜L2的焦距f2的比。在关系式(2)的范围内时，容易实现收缩时的小型化、以及广角端的FNO≤2.0、变焦比≥1.80下的各个像差的校正，因此是优选的。

该变焦镜头LA满足以下关系式(3)：

-1.75≤f4/f2≤-1.35 (3)

关系式(3)规定了第四透镜L4的焦距f4与第二透镜L2的焦距f2的比。在关系式(3)的范围内时，容易实现收缩时的小型化、以及广角端的FNO≤2.0、变焦比≥1.80下的各个像差的校正，因此是优选的。

该变焦镜头LA满足以下关系式(4)：

-1.30≤f1/fG2≤-1.00 (4)

关系式(4)规定了第一透镜L1的焦距f1与第二透镜组G2的组合焦距fG2的比。在关系式(4)的范围内时，容易实现收缩时的小型化、以及广角端的FNO≤2.0、变焦比≥1.80下的各个像差的校正，因此是优选的。

该变焦镜头LA满足以下关系式(5)：

0.30≤f5/fG2≤0.40 (5)

关系式(5)规定了第五透镜L5的焦距f5与第二透镜组G2的组合焦距fG2的比。在关系式(5)的范围内时，容易实现收缩时的小型化、以及广角端的FNO≤2.0、变焦比≥1.80下的各个像差的校正，因此是优选的。

该变焦镜头LA满足以下关系式(6)：

-1.50≤f6/fG2≤-1.00 (6)

关系式(6)规定了第六透镜L6的焦距f6与第二透镜组G2的组合焦距fG2的比。在关系式(6)的范围内时，容易实现收缩时的小型化、以及广角端的FNO≤2.0、变焦比≥1.80下的各个像差的校正，因此是优选的。

该变焦镜头LA满足以下关系式(7)：

4.00≤LB_Tele/LB_Wide≤5.00 (7)

关系式(7)规定了长焦端的第六透镜L6的像侧面S12到像面的轴上距离LB_Tele与广角端的第六透镜L6的像侧面S12到像面的轴上距离LB_Wide的比。在关系式(7)的范围内时，容易实现收缩时的小型化、以及广角端的FNO≤2.0、变焦比≥1.80下的各个像差的校正，因此是优选的。

该变焦镜头LA满足以下关系式(8)：

76.00≤ν1≤82.00 (8)

关系式(8)规定了第一透镜L1的阿贝数。在关系式(8)的范围内时，容易实现收缩时的小型化、以及广角端的FNO≤2.0、变焦比≥1.80下的各个像差的校正，因此是优选的。

通过构成变焦镜头LA的四组六片透镜分别满足上述的结构以及关系式，从而能够得到如下这样的变焦镜头：当收缩时的TTL≤8.00mm时，变得小型，在摄影时，当广角端的FNO≤2.0时，变得明亮，具有良好的光学特性，变焦比≥1.80，并且由四组六片透镜构成的变焦镜头。

(实施例)

以下使用实施例对本发明的变焦镜头LA进行说明。各实施例所记载的符号如下所示。需要说明的是，距离、半径以及轴上厚度的单位均是毫米(mm)。

f：变焦镜头LA整体的焦距

f1：第一透镜L1的焦距

fG2：第二透镜组G2的组合焦距

f2：第二透镜L2的焦距

f3：第三透镜L3的焦距

f4：第四透镜L4的焦距

f5：第五透镜L5的焦距

f6：第六透镜L6的焦距

FNO：光圈值(变焦镜头的有效焦距和入瞳直径的比值)、F值

2ω：全视角

STOP：光圈

R：光学面的曲率半径、透镜时为中心曲率半径

R1：第一透镜L1的物侧面S1的曲率半径

R2：第一透镜L1的像侧面S2的曲率半径

R3：第二透镜L2的物侧面S3的曲率半径

R4：第二透镜L2的像侧面S4的曲率半径

R5：第三透镜L3的物侧面S5的曲率半径

R6：第三透镜L3的像侧面S6的曲率半径

R7：第四透镜L4的物侧面S7的曲率半径

R8：第四透镜L4的像侧面S8的曲率半径

R9：第五透镜L5的物侧面S9的曲率半径

R10：第五透镜L5的像侧面S10的曲率半径

R11：第六透镜L6的物侧面S11的曲率半径

R12：第六透镜L6的像侧面S12的曲率半径

R13：玻璃平板GF的物侧面S13的曲率半径

R14：玻璃平板GF的像侧面S14的曲率半径

d：透镜的轴上厚度、或透镜间轴上距离

d1：第一透镜L1的轴上厚度

D12：第一透镜L1的像侧面S2到第二透镜L2的物侧面S3的轴上距离

d2：第一透镜L1的像侧面S2到光圈STOP的轴上距离

d3：光圈STOP到第二透镜L2的物侧面S3的轴上距离

d4：第二透镜L2的轴上厚度

d5：第二透镜L2的像侧面S4到第三透镜L3的物侧面S5的轴上距离

d6：第三透镜L3的轴上厚度

d7：第三透镜L3的像侧面S6到第四透镜L4的物侧面S7的轴上距离

d8：第四透镜L4的轴上厚度

d9：第四透镜L4的像侧面S8到第五透镜L5的物侧面S9的轴上距离

d10：第五透镜L5的轴上厚度

d11：第五透镜L5的像侧面S10到第六透镜L6的物侧面S11的轴上距离

d12：第六透镜L6的轴上厚度

d13：第六透镜L6的像侧面S12到玻璃平板GF的物侧面S13的轴上距离

d14：玻璃平板GF的轴上厚度

d15：玻璃平板GF的像侧面S14到像面的轴上距离

nd：d线的折射率

nd1：第一透镜L1的d线的折射率

nd2：第二透镜L2的d线的折射率

nd3：第三透镜L3的d线的折射率

nd4：第四透镜L4的d线的折射率

nd5：第五透镜L5的d线的折射率

nd6：第六透镜L6的d线的折射率

ndg：玻璃平板GF的d线的折射率

νd：阿贝数

ν1：第一透镜L1的阿贝数

ν2：第二透镜L2的阿贝数

ν3：第三透镜L3的阿贝数

ν4：第四透镜L4的阿贝数

ν5：第五透镜L5的阿贝数

ν6：第六透镜L6的阿贝数

νg：玻璃平板GF的阿贝数

TTL：变焦镜头的光学总长(第一透镜L1的物侧面S1到像面的轴上距离)

LB：第六透镜L6的像侧面S12到像面的轴上距离

IH：像高

(实施例1)

图1是示出实施例1的变焦镜头LA的配置的结构图。表1中示出构成实施例1的变焦镜头LA的第一透镜L1至第六透镜L6的各个物侧面以及像侧面的曲率半径R、透镜轴上厚度或透镜间轴上距离d、折射率nd、阿贝数νd，表2中示出摄影时以及收缩时的A～D的值，表3中示出圆锥系数k、非球面系数，表4中示出FNO、2ω、f、TTL、LB、f1、fG2、f2、f3、f4、f5、f6、IH、变焦比。

【表1】

参考波长＝587.6nm

【表2】

【表3】

其中，k是圆锥系数，A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16是非球面系数。

y＝(x

其中，x是非球面曲线上的点与光轴的垂直距离，y是非球面深度(非球面上距离光轴为x的点，与相切于非球面光轴上顶点的切面两者间的垂直距离)。

为方便起见，各个透镜面的非球面使用公式(9)中所示的非球面，但是，并不特别限定于该公式(9)的非球面多项式形式。

【表4】

稍后出现的表21示出各实施例1～5中的与关系式(1)～(8)中规定的参数对应的值。

如表21所示，实施例1满足关系式(1)～(8)。

图2中示出实施例1的变焦镜头LA的广角端的轴向球差、像散场曲、畸变，图3中示出长焦端的轴向球差、像散场曲、畸变。需要说明的是，附图中的场曲S是相对于弧矢像面的场曲，T是相对于正切像面的场曲，在实施例2～5中也是相同的。可知实施例1的变焦镜头LA当收缩时的TTL＝7.870时，变得小型，当广角端的FNO＝1.96时，变得明亮，并且，变焦比＝2.044，且如图2、图3所示，具有良好的光学特性。

(实施例2)

图4是示出实施例2的变焦镜头LA的配置的结构图。表5中示出构成实施例2的变焦镜头LA的第一透镜L1至第六透镜L6的各个物侧面以及像侧面的曲率半径R、透镜轴上厚度或透镜间轴上距离d、折射率nd、阿贝数νd，表6中示出摄影时以及收缩时的A～D的值，表7中示出圆锥系数k、非球面系数，表8中示出FNO、2ω、f、TTL、LB、f1、fG2、f2、f3、f4、f5、f6、IH、变焦比。

【表5】

参考波长＝587.6nm

【表6】

【表7】

【表8】

如表21所示，实施例2满足关系式(1)～(8)。

图5中示出实施例2的变焦镜头LA的广角端的轴向球差、像散场曲、畸变，图6中示出长焦端的轴向球差、像散场曲、畸变。可知实施例2的变焦镜头LA当收缩时的TTL＝7.925时，变得小型，当广角端的FNO＝1.96时，变得明亮，并且，变焦比＝2.000，且如图5、图6所示，具有良好的光学特性。

(实施例3)

图7是示出实施例3的变焦镜头LA的配置的结构图。表9中示出构成实施例3的变焦镜头LA的第一透镜L1至第六透镜L6的各个物侧面以及像侧面的曲率半径R、透镜轴上厚度或透镜间轴上距离d、折射率nd、阿贝数νd，表10中示出摄影时以及收缩时的A～D的值，表11中示出圆锥系数k、非球面系数，表12中示出FNO、2ω、f、TTL、LB、f1、fG2、f2、f3、f4、f5、f6、IH、变焦比。

【表9】

参考波长＝587.6nm

【表10】

【表11】

【表12】

如表21所示，实施例3满足关系式(1)～(8)。

图8中示出实施例3的变焦镜头LA的广角端的轴向球差、像散场曲、畸变，图9中示出长焦端的轴向球差、像散场曲、畸变。可知实施例3的变焦镜头LA当收缩时的TTL＝7.902时，变得小型，当广角端的FNO＝1.97时，变得明亮，并且，变焦比＝2.000，且如图8、图9所示，具有良好的光学特性。

(实施例4)

图10是示出实施例4的变焦镜头LA的配置的结构图。表13中示出构成实施例4的变焦镜头LA的第一透镜L1至第六透镜L6的各个物侧面以及像侧面的曲率半径R、透镜轴上厚度或透镜间轴上距离d、折射率nd、阿贝数νd，表14中示出摄影时以及收缩时的A～D的值，表15中示出圆锥系数k、非球面系数，表16中示出FNO、2ω、f、TTL、LB、f1、fG2、f2、f3、f4、f5、f6、IH、变焦比。

【表13】

参考波长＝587.6nm

【表14】

【表15】

【表16】

如表21所示，实施例4满足关系式(1)～(8)。

图11中示出实施例4的变焦镜头LA的广角端的轴向球差、像散场曲、畸变，图12中示出长焦端的轴向球差、像散场曲、畸变。可知实施例4的变焦镜头LA当收缩时的TTL＝7.898时，变得小型，当广角端的FNO＝1.96时，变得明亮，并且，变焦比＝2.000，且如图11、图12所示，具有良好的光学特性。

(实施例5)

图13是示出实施例5的变焦镜头LA的配置的结构图。表17中示出构成实施例5的变焦镜头LA的第一透镜L1至第六透镜L6的各个物侧面以及像侧面的曲率半径R、透镜轴上厚度或透镜间轴上距离d、折射率nd、阿贝数νd，表18中示出摄影时以及收缩时的A～D的值，表19中示出圆锥系数k、非球面系数，表20中示出FNO、2ω、f、TTL、LB、f1、fG2、f2、f3、f4、f5、f6、IH、变焦比。

【表17】

参考波长＝587.6nm

【表18】

【表19】

【表20】

如表21所示，实施例5满足关系式(1)～(8)。

图14中示出实施例5的变焦镜头LA的广角端的轴向球差、像散场曲、畸变，图15中示出长焦端的轴向球差、像散场曲、畸变。可知实施例5的变焦镜头LA当收缩时的TTL＝7.864时，变得小型，当广角端的FNO＝1.95时，变得明亮，并且，变焦比＝2.000，且如图14、图15所示，具有良好的光学特性。

在表21中示出了实施例1～5中的与关系式(1)～(8)中规定的参数对应的值。

【表21】

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施例是实现本发明的具体的实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。