远摄变焦镜头系统和具有该远摄变焦镜头系统的拍摄设备的制作方法与工艺

远摄变焦镜头系统和具有该远摄变焦镜头系统的拍摄设备本申请要求于2012年5月11日提交到韩国知识产权局的第10-2012-0050468号韩国专利申请的权益，所述韩国专利申请的公开内容通过引用被全部包含于此。技术领域实施例涉及一种能够利用更轻的聚焦透镜组来快速聚焦的远摄变焦镜头系统，以及涉及一种具有这样的远摄变焦镜头系统的拍摄设备。

背景技术：
对于诸如数字相机、可互换镜头的系统或者摄像机的使用固态图像传感器的拍摄设备，用户要求高分辨率、高放大倍率等。另外，消费者对于拍摄设备的熟练程度已经增加。因此，大直径的远摄变焦镜头系统已经根据市场趋势越来越先进。在大直径远摄变焦镜头系统中，直接位于第一透镜组之后的透镜组通常用作聚焦透镜组。然而，由于第一透镜组的直径相对大，所以后面的透镜组的直径也相对大，从而聚焦透镜组的重量增加。当聚焦透镜组重量大时，聚焦透镜组不能快速运动。

技术实现要素：
实施例提供一种能够利用更轻的聚焦透镜组实现快速聚焦的远摄变焦镜头系统。实施例还提供一种包括远摄变焦镜头系统的拍摄设备，所述远摄变焦镜头系统能够利用更轻的聚焦透镜组实现快速聚焦。根据实施例，一种远摄变焦镜头系统包括：第一透镜组，具有正焦距；第二透镜组，具有负焦距；第三透镜组，具有正焦距或负焦距；第四透镜组，具有正焦距；第五透镜组，用于通过使第五透镜组的一部分垂直于光轴运动来执行手抖补偿，其中，在变焦期间，第一透镜组和第五透镜组固定，第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组运动，第三透镜组或第四透镜组是聚焦透镜组，且满足下面的不等式：和其中，f+,max是在变焦期间运动的第二透镜组到第四透镜组中的具有最长正焦距的透镜组的焦距，f-,min是在变焦期间运动的第二透镜组到第四透镜组中的具有最短负焦距的透镜组的焦距，f1AFwide是从第一透镜组到聚焦透镜组在广角位置的焦距，fwide是远摄变焦镜头系统在广角位置的焦距，f1AFtele是从第一透镜组到聚焦透镜组在远摄位置的焦距，ftele是远摄变焦镜头系统在远摄位置的焦距。远摄变焦镜头系统可满足下面的不等式：其中，f4是第四透镜组的焦距，fwide是远摄变焦镜头系统在广角位置的焦距。第三透镜组可具有正焦距，第五透镜组可具有负焦距。第五透镜组的手抖补偿组可位于第五透镜组内的物方。第三透镜组、第四透镜组和第五透镜组中的任意一个可包括孔径光阑。第四透镜组的最靠近像方的透镜表面可具有朝向像方的凹面形状。第一透镜组和第五透镜组可在聚焦期间固定。F数可在聚焦期间固定。根据另一实施例，一种远摄变焦镜头系统包括：第一透镜组，具有正焦距；第二透镜组，具有负焦距；第三透镜组，具有负焦距；第四透镜组，具有正焦距；第五透镜组，具有正焦距并包括通过使第五透镜组的一部分垂直于光轴运动来执行手抖补偿的手抖补偿组，其中，在变焦期间，第一透镜组和第五透镜组固定，第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组运动，第四透镜组是聚焦透镜组，且满足下面的不等式：和其中，f+,max是在变焦期间运动的第二透镜组到第四透镜组中的具有最长正焦距的透镜组的焦距，f-,min是在变焦期间运动的第二透镜组到第四透镜组中的具有最短负焦距的透镜组的焦距，f1AFwide是从第一透镜组到聚焦透镜组在广角位置的焦距，fwide是远摄变焦镜头系统在广角位置的焦距，f1AFtele是从第一透镜组到聚焦透镜组在远摄位置的焦距，ftele是远摄变焦镜头系统在远摄位置的焦距。根据另一实施例，一种拍摄设备包括远摄变焦镜头系统和用于接收由远摄变焦镜头系统形成的像的成像器件，其中，远摄变焦镜头系统包括：第一透镜组，具有正焦距；第二透镜组，具有负焦距；第三透镜组，具有正焦距或负焦距；第四透镜组，具有正焦距；第五透镜组，用于通过使第五透镜组的一部分垂直于光轴运动来执行手抖补偿，其中，在变焦期间，第一透镜组和第五透镜组固定，第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组运动，第三透镜组或第四透镜组是聚焦透镜组，且满足下面的不等式：和其中，f+,max是在变焦期间运动的第二透镜组到第四透镜组中的具有最长正焦距的透镜组的焦距，f-,min是在变焦期间运动的第二透镜组到第四透镜组中的具有最短负焦距的透镜组的焦距，f1AFwide是从第一透镜组到聚焦透镜组在广角位置的焦距，fwide是远摄变焦镜头系统在广角位置的焦距，f1AFtele是从第一透镜组到聚焦透镜组在远摄位置的焦距，ftele是远摄变焦镜头系统在远摄位置的焦距。附图说明通过下面参照附图对本发明的示例性实施例进行的详细描述，上面和其他特点及优点将会变得更加明显，附图中：图1是示意性示出根据第一实施例的远摄变焦镜头系统的广角位置、中间位置和远摄位置的视图；图2到图4是图1的远摄变焦镜头系统在广角位置、中间位置和远摄位置的像差图；图5是示意性示出根据第二实施例的远摄变焦镜头系统的广角位置、中间位置和远摄位置的视图；图6到图8是图5的远摄变焦镜头系统在广角位置、中间位置和远摄位置的像差图；图9是示意性示出根据第三实施例的远摄变焦镜头系统的广角位置、中间位置和远摄位置的视图；图10到图12是图9的远摄变焦镜头系统在广角位置、中间位置和远摄位置的像差图；图13是示意性示出根据第四实施例的远摄变焦镜头系统的广角位置、中间位置和远摄位置的视图；图14到图16是图13的远摄变焦镜头系统在广角位置、中间位置和远摄位置的像差图；图17是示意性示出根据实施例的拍摄设备的透视图。具体实施方式以下将参照附图来详细描述示例性实施例。相同的标号在附图中表示相同的元件。如这里所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关的列出项的任意组合和所有组合。当诸如“中的至少一个”的表述在元件的列表之后时，该表述修饰元件的整个列表，而非修饰列表的单个元件。参照图1，远摄变焦镜头系统100按照从物方O起的顺序可包括：第一透镜组G1，具有正焦距；第二透镜组G2，具有负焦距；第三透镜组G3，具有正焦距或负焦距；第四透镜组G4，具有正焦距；第五透镜组G5，具有正焦距或负焦距。在变焦期间，第一透镜组G1和第五透镜组G5在光轴方向上固定（即，不沿光轴方向运动），而第二透镜组G2、第三透镜组G3和第四透镜组G4可以运动。远摄变焦镜头系统100被构造为使得远摄变焦镜头系统100的总长度在变焦期间不改变。因此，远摄变焦镜头系统100不容易携带。例如，图1、图5和图9中示出的远摄变焦镜头系统按照从物方O起的顺序均可包括：第一透镜组G1，具有正焦距；第二透镜组G2，具有负焦距；第三透镜组G3，具有正焦距；第四透镜组G4，具有正焦距；第五透镜组G5，具有负焦距。例如，图13中示出的远摄变焦镜头系统按照从物方O起的顺序可包括：第一透镜组G1，具有正焦距；第二透镜组G2，具有负焦距；第三透镜组G3，具有负焦距；第四透镜组G4，具有正焦距；第五透镜组G5，具有正焦距。根据本实施例的远摄变焦镜头系统是在变焦期间具有固定的F数的高亮远摄变焦镜头系统。为了实现该镜头系统，即使在远摄位置，也保持F数相对低。用于执行聚焦的聚焦透镜组被制造得较轻，以在根据物距的改变执行聚焦时增加聚焦速度。为了将聚焦透镜组制造得轻，具有相对小的直径和正焦距的第三透镜组G3或者第四透镜组G4可以被用作聚焦透镜组。例如，在图1、图5和图9中示出的远摄变焦镜头系统中，第三透镜组G3执行聚焦，而在图13中示出的远摄变焦镜头系统中，第四透镜组G4执行聚焦。当将用于防止由于拍摄者的手抖动而造成的光学性能劣化的手抖补偿组制造得较轻时，用于驱动手抖补偿组的机构的驱动负荷减小，从而功耗可减小，且采用驱动源的自由度可增加。为了使得手抖补偿组更轻，位于手抖补偿组的前方的透镜组的焦距需要缩短。为此，直接位于手抖补偿组的前方的透镜组的焦距被制造得更短。在本实施例中，使得第五透镜组G5的至少一部分垂直于光轴运动，以执行手抖补偿。例如，第五透镜组G5的手抖补偿组可位于第五透镜组G5的物方。可使第四透镜组G4的焦距相对短，以使手抖补偿组更轻。另外，为了补偿根据变焦的场曲，在变焦期间运动的补偿透镜组可以设置在聚焦透镜组的前方或者后方。例如，当第三透镜组G3用作聚焦透镜组时，第四透镜组G4可补偿根据变焦的场曲。可以在光轴方向上固定第一透镜组G1和第五透镜组G5，以固定远摄变焦镜头系统的总长度。另外，第一透镜组G1和第五透镜组G5可以在聚焦期间在光轴方向上固定。当包括手抖补偿组的透镜组在变焦期间不沿光轴方向运动时（这有利于用于变焦的驱动机构的构造），包括手抖补偿组的第五透镜组G5可以在变焦期间在光轴方向上固定。当作为可运动透镜组的第二透镜组G2到第四透镜组G4的像差补偿量均匀时，可以提高光学性能。为此，可以将屈光力布置成使得可运动透镜组之间的焦距的差不大。在根据本实施例的远摄变焦镜头系统中，第二透镜组G2到第四透镜组G4在从广角位置朝着远摄位置的变焦期间如下运动。当将各个透镜组的焦距配置成正、负、负、正和正（P、N、N、P、P）时，具有负焦距的第二透镜组G2和具有负焦距的第三透镜组G3可从物方O朝着像方I运动。另外，在从广角位置朝着远摄位置的变焦期间，第四透镜组G4可朝着像方I运动，然后在经过中间位置之后朝物方O返回。当各个透镜组的焦距被构造为正、负、正、正和负（P、N、P、P、N）时，当从广角位置朝着远摄位置变焦时，具有负屈光力的第二透镜组G2可从物方O朝像方I运动，而具有正焦距的第三透镜组G3可在广角位置与中间位置之间从物方O朝像方I运动并在中间位置与远摄位置之间从像方I朝物方O运动。另外，在从广角位置朝着远摄位置变焦期间，第四透镜组G4可朝物方O运动，然后在经过中间位置之后在远摄位置返回到像方I。在根据本实施例的远摄变焦镜头系统中，具有正焦距的第三透镜组G3或具有正焦距的第四透镜组G4用于聚焦，所述透镜组可在聚焦期间沿着朝向像方I的方向运动。孔径光阑stp可位于第三透镜组G3与第四透镜组G4之间或者位于第四透镜组G4与第五透镜组G5之间。例如，第三透镜组G3或第四透镜组G4可包括光阑stp。光阑stp的直径相对于在变焦期间特定的F数可以不改变。第四透镜组G4的最靠近像方I的透镜的像方表面可具有朝向像方I的凹面形状，第四透镜组G4直接位于手抖补偿组的前方。当第四透镜组G4的最靠近像方I的透镜具有这样的形状时，光线的同轴条件满足，因而中央彗形像差可以减小。根据手抖补偿组的垂直于光轴的运动的像差校正的负荷减小，因而可以减小根据手抖补偿的性能变化。根据本实施例的远摄变焦镜头系统可满足下面的不等式1和不等式2。[不等式1][不等式2]这里，f+,max是在变焦期间运动的第二透镜组G2到第四透镜组G4中的具有最长正焦距的透镜组的焦距，f-,min是在变焦期间运动的第二透镜组G2到第四透镜组G4中的具有最短负焦距的透镜组的焦距，f1AFwide是从第一透镜组G1到聚焦透镜组在广角位置的焦距，fwide是远摄变焦镜头系统在广角位置的焦距，f1AFtele是从第一透镜组G1到聚焦透镜组在远摄位置的焦距，ftele是远摄变焦镜头系统在远摄位置的焦距。满足不等式1可保证根据聚焦透镜组的位置的变化的光学性能。当不等式1的值接近0时，从第一透镜组G1到聚焦透镜组的组合焦距可增加。换句话说，远摄变焦镜头系统可从第一透镜组G1到聚焦透镜组变成无焦系统。当满足不等式1时，光在聚焦透镜组的最靠近像方的位置变得几乎平行。因此，聚焦透镜组可具有有利于根据物距的变化的像差校正的结构。当满足不等式1时，在聚焦期间的光学性能的改变不多，从而选择光阑stp的位置的自由度可增加。在第一实施例中，不等式1中的f+,max是第三透镜组G3的焦距且其值是57.938；在第二实施例中，不等式1中的f+,max是第三透镜组G3的焦距且其值是50.592；在第三实施例中，不等式1中的f+,max是第四透镜组G4的焦距且其值是59.439；在第四实施例中，不等式1中的f+,max是第四透镜组G4的焦距且其值是54.251。在第一实施例中，不等式1中的f-,min是第二透镜组G2的焦距且其值是-21.628；在第二实施例中，不等式1中的f-,min是第二透镜组G2的焦距且其值是-18.079；在第三实施例中，不等式1中的f-,min是第二透镜组G2的焦距且其值是-18.450；在第四实施例中，不等式1中的f-,min是第三透镜组G3的焦距且其值是-29.981。下表示出了各个透镜组的焦距。不等式2与在变焦期间的可运动透镜组的像差校正有关。当可运动透镜组的焦距彼此相近时，可运动透镜组负责相似量的像差校正，因此可改善镜头系统的性能，且可以减小根据装配的灵敏度。换句话说，当透镜组的焦距相对长时，根据透镜组的运动的性能的改变不会大，且因此可以减小另一透镜组的像差校正的负担。根据本实施例的远摄变焦镜头系统可满足下面的不等式3。[不等式3]在不等式3中，f4是第四透镜组G4的焦距，fwide是远摄变焦镜头系统的在广角位置的焦距。满足不等式3可减小手抖补偿组的直径，且可使手抖补偿组更轻。当位于手抖补偿组的前方的第四透镜组G4具有正屈光力和相对短的焦距时，入射到手抖补偿组上的光通量减小，因此可减小手抖补偿组的直径。当“f4/fwide”小于不等式3的下限时，第四透镜组G4的最靠近物方O的透镜的曲率增大。因此，透镜的加工可能是困难的，或者第四透镜组G4的灵敏度可能增加，因此透镜的制造可能变难。另外，例如，当光阑stp设置在第四透镜组G4后方或者设置在第五透镜组G5中时，光阑stp的直径可以减小。当光阑stp设置在第五透镜组G5中时，由于第五透镜组G5在变焦期间固定，所以可以简化光阑stp的机械结构。根据本实施例的远摄变焦镜头系统的设计数据现在将描述如下。在下面的描述中，f是以毫米（mm）为单位的总焦距，Fno是F数，2ω是以度为单位的视角，R是以毫米为单位的曲率半径，Dn是以毫米为单位的透镜之间的距离或者透镜的厚度，Nd是折射率，vd是阿贝数，stp是光阑，obj表示物平面，img表示像平面。在示出各个实施例的附图中，至少一个滤光器p可以设置在最靠近像方I的位置上。<第一实施例>图1是示意性示出根据第一实施例的远摄变焦镜头系统的广角位置、中间位置和远摄位置的视图。下表示出了第一实施例的设计数据。在图1中，仅仅示出了一些透镜表面符号。透镜表面RDnNdVdobj无穷大D11122.3102.0001.8061033.27253.3627.7201.4874970.443444.2740.100485.6395.5001.4874970.445301.1650.100660.6637.9001.4970081.617-496.555D28无穷大1.0001.6968055.46933.0923.75610-65.1991.0001.7725049.621130.1644.8301.8466623.7812-349.9741.79413-43.0541.0001.6968055.4614-446.234D315-227.8243.0001.7130053.9416-57.7750.1001766.7076.1101.5688356.0418-44.9381.0001.8466623.7819-151.305D420(stp)无穷大1.5002134.9555.0001.4970081.6122无穷大0.1002337.4284.5001.8348142.722441.536D525无穷大3.6601.7552027.5326-40.6571.0001.5814440.892759.7143.89928-212.7391.0001.7130053.942940.1522.89930134.1582.5801.6700347.2031-61.7150.1003244.0385.4301.4970081.6133-25.2582.0001.8466623.783465.2794.9423549.0573.3401.9228620.8836-233.1494.34537-33.1551.5001.6968055.4638-51.112D639无穷大2.8001.5168064.2040无穷大D7img无穷大0.000下表示出了在第一实施例中的在变焦期间的可变距离、焦距、视角和F数。这里，Z1是在广角位置的组D1～D7之间的距离、焦距f、视角2ω和F数Fno。Z2和Z3是分别在中间位置和远摄位置的值。另外，当在广角位置的第一透镜表面的物距是820mm时，Z4是组D1～D7之间的距离和变焦镜头系统的焦距f。Z5和Z6分别表示在处于中间位置的物距和处于远摄位置的物距是820mm时的组D1～D7之间的距离以及变焦镜头系统的焦距f。Z1Z2Z3Z4Z5Z6D1无穷大无穷大无穷大820.000000820.000000820.000000D22.06000016.91099731.7619942.06000016.91099731.761994D321.10558115.7114552.00562422.75104119.08938812.670344D422.33664312.57977212.14574720.6911839.2018391.481027D56.0000006.3000005.5888596.0000006.3000005.588859D629.99277629.99277629.99277629.99277629.99277629.992776D71.0000001.0000001.0000001.0000001.0000001.000000f51.23276.363145.3940.05750.07940.12422ω15.5410.575.60Fno2.872.892.85图2到图4是分别示出图1的远摄变焦镜头系统在广角位置、中间位置和远摄位置的纵向球面像差、像散场曲和畸变的像差图。像散场曲包括子午场曲T和弧矢场曲S。<第2实施例>图5是示意性示出根据第二实施例的远摄变焦镜头系统。下表示出了第二实施例的设计数据。下表示出了在第二实施例中的在变焦期间的可变距离、焦距、视角和F数。Z1Z2Z3Z4Z5Z6D1无穷大无穷大无穷大821.500000821.500000821.500000D22.00000017.22938132.4587622.00000017.22938132.458762D313.90226310.7573072.43870815.05723013.0455079.026346D428.64787916.3786369.57849727.49291214.0904362.990859D52.8555583.0403762.9297332.8555583.0403762.929733D627.64330027.64330027.64330027.64330027.64330027.643300D71.0000001.0000001.0000001.0000001.0000001.000000f51.50277.545145.4200.05780.08090.12802ω15.4710.415.60Fno2.912.922.92图6到图8是分别示出图5的远摄变焦镜头系统在广角位置、中间位置和远摄位置的纵向球面像差、像散场曲和畸变的像差图。<第三实施例>图9示出了根据第三实施例的远摄变焦镜头系统。下表示出了第三实施例的设计数据。透镜表面RDnNdVdobj无穷大D11118.6222.0001.7173629.50257.8216.0001.4970081.613180.5210.100497.8846.1501.4970081.615-338.1150.100655.1836.8201.4970081.617478.347D28-304.8653.4301.9036631.319-58.2671.0001.7433049.221030.4044.95711-81.3111.0001.7725049.621228.6774.7901.8466623.7813-525.2022.04914-37.5501.0001.7725049.6215-343.270D316-387.5963.0001.7725049.6217-61.5300.1001899.9445.7101.6385455.4519-38.5711.0001.8466623.7820-118.474D42134.9044.8701.4970081.6122289.2890.1002349.7083.5001.7725049.622465.604D525(stp)无穷大9.00026138.6814.2101.8051825.4627-39.0231.0001.6398034.572858.5712.43829-112.8181.0001.7015441.153033.2862.3363163.2433.2201.5481445.8232-57.8220.1003349.1336.1201.4970081.6134-20.5191.2801.8466623.7835100.4264.5743652.1354.7101.8466623.7837-45.3340.41538-39.9741.5001.7725049.6239-500.000D640无穷大2.8001.5168064.2041无穷大D7img无穷大D8下表示出了在第三实施例中在变焦期间的可变距离、焦距、视角和F数。Z1Z2Z3Z4Z5Z6D1无穷大无穷大无穷大822.000000822.000000822.000000D22.00000014.50316427.0063292.00000014.50316427.006329D317.99205913.6693911.99639519.31031716.33678910.130632D420.54761612.13195211.17917719.2293589.4645543.044940D53.5363013.7714683.8940743.5363013.7714683.894074D630.54502430.54502430.54502430.54502430.54502430.545024D70.9980470.9790680.9556911.0405611.0691251.131946D80.0242590.0339900.035717-0.010580-0.041779-0.107061F51.49776.355145.4350.05780.07990.12842ω15.7910.505.45Fno2.892.892.89图10到图12是分别示出图9的远摄变焦镜头系统在广角位置、中间位置和远摄位置的纵向球面像差、像散场曲和畸变的像差图。<第四实施例>图13示出了根据第四实施例的远摄变焦镜头系统。下面的表格示出了第四实施例的设计数据。下表示出了在第四实施例中在变焦期间的可变距离、焦距、视角和F数。Z1Z2Z3Z4Z5Z6D1无穷大无穷大无穷大822.000000822.000000822.000000D22.07086414.81800727.5651522.07086414.81800727.565152D38.0753057.0764065.7041448.0753057.0764065.704144D415.23741711.8592992.10993616.46837214.3511969.459459D519.02761410.6574889.03196817.7966598.1655911.682445D629.68980129.68979929.68980029.68980129.68979929.689800D71.0497590.9566770.9902601.0879091.0389621.147365D8-0.0238390.0557820.009415-0.05726-0.017943-0.131725f51.52177.487145.4360.05740.08040.12862ω15.7910.505.45Fno2.892.892.89图14到图16是分别示出图13的远摄变焦镜头系统在广角位置、中间位置和远摄位置的纵向球面像差、像散场曲和畸变的像差图。下表示出了根据第一实施例到第四实施例的远摄变焦镜头系统满足不等式1、2和3。远摄变焦镜头系统可被用于使用成像器件的拍摄设备，例如，镜头可互换的相机、数字相机、便携式摄像机等。图17是示意性示出具有远摄变焦镜头系统100的拍摄设备110的示例的透视图。参照图17，拍摄设备110可包括上面描述的远摄变焦镜头系统100和用于接收由远摄变焦镜头系统100形成的光的成像器件112。拍摄设备100可包括：记录单元113，用于记录与物体对应的、由成像器件112进行光电转换而来的信息；取景器114，用于观察物体。另外，拍摄设备100还可包括显示单元115，用于显示物体图像。尽管在本实施例中，取景器114和显示单元115分别设置，但是可以设置显示单元而不设置取景器。图17的拍摄设备仅仅是示例，并且可被应用于各种光学设备。由于远摄变焦镜头系统被应用到诸如数字相机的拍摄设备，所以可以快速执行聚焦且容易携带的拍摄设备可以实现。虽然已经具体参照本发明的示例性实施例具体示出并描述了本发明，但是本领域技术人员应当理解，可以在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，在这里做出形式和细节上的各种改变。