摄像镜头
【技术领域】
本发明的目的是提供由具有优秀光学特性且超薄、高通光量的6个广角透镜组成的摄像镜头。
【背景技术】
本发明是与摄像镜头相关的发明。尤其适用于由高像素用的CCD、CMOS等摄像元件构成的手机摄像头组件和WEB摄像头,同时具有优秀的光学特性,TTL(光学长度)/IH(像高)≦1.60且超薄、广角的全画角(以下称为2w)在74°以上、本发明是由6个高通光量(以下称为Fno)、且F值为2.0以下的透镜组成的摄像头。
近年,使用CCD或CMOS等摄像原件的各种摄像装置广泛普及起来。随着摄像元件小型化、高性能化发展,社会更需求具有优秀光学特征、超薄且高通光量(Fno)的广角摄像镜头。
与由6个具有优秀的光学特征,超薄且高通光量(Fno)的广角透镜组成的摄像镜头相关的技术开发在逐步推进。提出方案为摄像镜头六个透镜组成,从物侧开始依次包括;具有正折射率第一透镜;具有负折射率的第二透镜;具有负折射率的第三透镜;同时具有正负折射率的第四透镜;具有正折射率的第五透镜;具有负折射率的第六透镜。
特许文献1中实施例1-5所展示的摄像镜头由上述6个透镜组成,但是第4透镜的形状以及第5透镜的像侧面到第6透镜的物面侧面之间的轴上距离与全部透镜群之间焦距的比例不充分,所以F≧2.0并且2ω≦70.4°、广角以及Fno通光量不足。
特许文献2中实施例4、5展示的摄像镜头是由上述6个透镜组成,但是第2透镜、第3透镜、第4透镜的形状不充分,所以Fno=2.2以及Fno通光量不足。
在先的技术参考文献
专利文献1:特开2013-242449号公报
专利文献2:特开2014-044372号公报
【发明内容】
本发明的目的是提供由具有优秀光学特征且超薄、高通光量的6个广角透镜组成的摄像镜头。
为达成上述目的,在对第2透镜、第3透镜、第4透镜的形状以及第5透镜的像侧面到第6透镜物侧面之间的轴上距离与透镜***全体的焦距两者的比例进行认真研讨后,提出改善以往技术的摄像镜头方案,于是形成本发明。
优选的,所记载的摄像镜头从物侧开始依次配置有六个透镜:具有正折射率的第1透镜(L1)、具有负折射率的第2透镜(L2)、具有负折射率的第3透镜(L3)、同时具有正负折射率的第4透镜(L4)、具有正折射率的第5透镜(L5)、具有负折射率的第6透镜(L6)。且摄像镜头满足以下条件(1)-(4)。
1.40≦(R3+R4)/(R3-R4)≦2.00 (1)
-60.00≦(R5+R6)/(R5-R6)≦-8.00 (2)
-2.20≦(R7+R8)/(R7-R8)≦-0.05 (3)
0.06≦d11/f≦0.15 (4)
其中:
R3:第2透镜L2的物侧面的曲率半径
R4:第2透镜L2的像侧面的曲率半径
R5:第3透镜L3的物侧面的曲率半径
R6:第3透镜L3的像侧面的曲率半径
R7:第4透镜L4的物侧面的曲率半径
R8:第4透镜L4的像侧面的曲率半径
d11:从第5透镜L5的像侧面到第6透镜L6的物侧面之间的轴上距离
f:全部镜头之间的焦距。
优选的,所记载的摄像镜头是满足以下条件(5)以及(6)的权利要求1所记载的摄像镜头。
0.60≦f1/f≦0.80 (5)
-1.20≦(R1+R2)/(R1-R2)≦-0.80 (6)
其中:
f:全部镜头之间的焦距
f1:第1透镜L1的焦距
R1:第1透镜L1的物侧面的曲率半径
R2:第1透镜L1的像侧面的曲率半径。
优选的,所记载的摄像镜头是满足以下条件(7)的权利要求1所记载的摄像镜头。
-2.00≦f2/f≦-1.10 (7)
其中:
f:全部镜头之间的焦距
f2:第2透镜L2的焦距。
优选的,所记载的摄像镜头是满足以下条件(8)的权利要求1所记载的摄像镜头。
-70.00≦f3/f≦-7.00 (8)
其中
f:全部镜头之间的焦距
f3:第3透镜L3的焦距。
权利要求5所记载的摄像镜头是满足以下条件(9)以及(10)的权利要求1所记载的摄像镜头。
0.50≦f5/f≦0.80 (9)
1.60≦(R9+R10)/(R9-R10)≦3.00 (10)
其中:
f:全部镜头之间的焦距
f5:第5透镜L5的焦距
R9:第5透镜L5的物侧面的曲率半径
R10:第5透镜L5的像侧面的曲率半径。
优选的,所记载的摄像镜头是满足以下条件(11)以及(12)的权利要求1所记载的摄像镜头。
-1.00≦f6/f≦-0.40 (11)
0.05≦(R11+R12)/(R11-R12)≦0.80 (12)
其中:
f:全部镜头之间的焦距
f6:第6透镜L6的焦距
R11:第6透镜L6的物侧面的曲率半径
R12:第6透镜L6的像侧面的曲率半径。
根据本发明,尤其使用于由高像素用的CCD、CMOS等摄像元件构成的手机摄像头组件和WEB摄像头,同时具有优秀的光学特性,TTL(光学长度)/IH(像高)≦1.60且超薄、广角2ω≧74°、Fno≦2.0、拥有高通光量的6个镜头组成的摄像镜头方案。
【附图说明】
图1为与本发明一种实施方式相关的摄像镜头LA的构成展示图。
图2为上述摄像镜头LA的具体实施例1的构成展示图。
图3为实施例1中摄像镜头LA的球面像差(皱面色像差)展示图。
图4为实施例1中摄像镜头LA的像差倍率色像差展示图
图5为实施例1中摄像镜头LA中像面弯曲和歪曲像差展示图
图6为上述摄像镜头LA的具体实施例2的构成展示图。
图7为实施例2中摄像镜头LA的球面像差(皱面色像差)展示图。
图8为实施例2中摄像镜头LA的像差倍率色像差展示图
图9为实施例2中摄像镜头LA中像面弯曲和歪曲像差展示图
图10为上述摄像镜头LA的具体实施例3的构成展示图。
图11为实施例3中摄像镜头LA的球面像差(皱面色像差)展示图。
图12为实施例3中摄像镜头LA的像差倍率色像差展示图
图13为实施例3中摄像镜头LA中像面弯曲和歪曲像差展示图
【具体实施方式】
参考设计图来说明与本发明相关的摄像镜头的一种实施方式。图1所示为本发明摄像镜头的一种实施方式的构成图。摄像镜头LA是由6个透镜群组成,从物侧到像侧依次配置第1透镜L1、开口光圈S1、第2透镜L2、第3透镜L3、第4透镜L4、第5透镜L5、第6透镜L6。在第6透镜L6和像面之间,配置有玻璃平板GF。玻璃平板GF是玻璃盖片,且拥有IR防止滤镜功能,优选的,玻璃平板GF设置在第6像面L6和像面之间。
第1透镜L1具有正折射率,第2透镜L2具有负折射率,第3透镜L3具有负折射率,第4透镜L4同时具有正负折射率,第5透镜L5具有正折射率,第6透镜L6具有负折射率。为能较好补正像差问题,此6个透镜表面为非球面形状。
摄像镜头LA是满足以下条件(1)-(4)为特征的摄像镜头。
1.40≦(R3+R4)/(R3-R4)≦2.00 (1)
-60.00≦(R5+R6)/(R5-R6)≦-8.00 (2)
-2.20≦(R7+R8)/(R7-R8)≦-0.05 (3)
0.06≦d11/f≦0.15 (4)
其中:
R3:第2透镜L2的物侧面的曲率半径
R4:第2透镜L2的像侧面的曲率半径
R5:第3透镜L3的物侧面的曲率半径
R6:第3透镜L3的像侧面的曲率半径
R7:第4透镜L4的物侧面的曲率半径
R8:第4透镜L4的像侧面的曲率半径
d11:从第5透镜L5的像侧面到第6透镜L6的物侧面之间的轴上距离
f:全部镜头之间的焦距。
条件(1)规定的是第2透镜L2的形状。在条件(1)的范围外,Fno≦2.0的超薄广角摄像头发展,很难补正轴上色像差等问题,故排除。
另外,条件(1)的数值范围设定在以下条件(1-A)的数值范围之间更优:
1.60≦(R3+R4)/(R3-R4)≦2.00 (1-A)
条件(2)规定的是第3透镜L3的形状。在条件(2)的范围外,Fno≦2.0的超薄广角化发展,很难补正倍率色像差等问题,故排除。
另外,条件(2)的数值范围设定在以下条件(2-A)的数值范围之间更优。
-50.00≦(R5+R6)/(R5-R6)≦-9.00 (2-A)
条件(3)规定的是第4透镜L4的形状。在条件(3)的范围外,Fno≦2.0的超薄广角化发展,很难补正轴外画角的像差等问题,故排除。
另外,条件(3)的数值范围设定在以下条件(3-A)的数值范围之间更优:
-1.50≦(R7+R8)/(R7-R8)≦-0.10 (3-A)
条件(4)规定的是第5透镜的像侧面到第6透镜的物像侧面之间的距离与全部透镜群之间焦距的比例。超过条件(4)的下限规定时,有利于镜头向超薄化发展,但是对于轴外画角来说难以补正像差,超过上限规定时又不利于镜头向超薄化发展。
另外,条件(4)的数值范围设定在以下条件(4-A)的数值范围之间更优:
0.07≦d11/f≦0.12 (4-A)
第1透镜L1具有正折射率,且满足以下条件(5)和(6)。
0.60≦f1/f≦0.80 (5)
-1.20≦(R1+R2)/(R1-R2)≦-0.80 (6)
其中:
f:全部镜头之间的焦距
f1:第1透镜L1的焦距
R1:第1透镜L1的物侧面的曲率半径
R2:第1透镜L1的像侧面的曲率半径。
条件(5)规定的是第1透镜L1的正折射率。超过条件(6)的下限规定时,有利于镜头向超薄化发展,但是第1透镜L1的正折射率过于强的话,就难以补正像差。相反超过上限规定时,第1透镜L1的正折射率会变的过于弱,不利于向超薄化发展。
另外,条件(5)的数值范围设定在以下条件(5-A)的数值范围之间更优:
0.63≦f1/f≦0.73 (5-A)
条件(6)规定的是第1透镜L1的形状。在条件(6)的范围外,Fno≦2.0的超薄广角化发展,很难补正球面像差等的高位像差问题,故排除。
另外,条件(6)的数值范围设定在以下条件(6-A)的数值范围之间更优:
-1.10≦(R1+R2)/(R1-R2)≦-0.90 (6-A)
第2透镜L2具有负折射率,同时满足以下条件(7)。
-2.00≦f2/f≦-1.10 (7)
其中:
f:全部镜头之间的焦距
f2:第2透镜L2的焦距。
条件(7)规定的是第2透镜L1的负折射率。在条件(7)的范围外,Fno≦2.0的超薄广角化发展,很难补正轴上色像差等问题,故排除。
另外,条件(7)的数值范围设定在以下条件(7-A)的数值范围之间更优。
-1.40≦f2/f≦-1.10 (7-A)
第3透镜L3具有负折射率,同时满足以下条件(8)。
-70.00≦f3/f≦-7.00 (8)
其中:
f:全部镜头之间的焦距
f3:第3透镜L3的焦距。
条件(8)规定的是第3透镜L3的负折射率,在条件(8)规定的范围外,Fno≦2.0的超薄广角化发展,很难补正倍率色像差等问题,故排除。
另外,条件(8)的数值范围设定在以下条件(8-A)的数值范围之间更优:
-65.00≦f3/f≦-8.00 (8-A)
第4透镜L4同时具有正负折射率。
第5透镜L5具有正折射率,同时满足以下条件(9)和(10)
0.50≦f5/f≦0.80 (9)
1.60≦(R9+R10)/(R9-R10)≦3.00 (10)
其中:
f:全部镜头之间的焦距
f5:第5透镜L5的焦距
R9:第5透镜L5的物侧面的曲率半径
R10:第5透镜L5的像侧面的曲率半径。
条件(9)规定了第5透镜的正折射率。在条件(9)的范围外,Fno≦2.0的超薄广角化发展,很难补正球面像差等的高位像差问题,故排除。
另外,条件(9)的数值范围设定在以下条件(9-A)的数值范围之间更优。
0.60≦f5/f≦0.75 (9-A)
条件(10)规定的是第5透镜L5的形状。在条件(10)的范围外,Fno≦2.0的超薄广角化发展,很难补正球面像差等的高位像差问题,故排除。
另外,条件(10)的数值范围设定在以下条件(10-A)的数值范围之间更优。
1.70≦(R9+R10)/(R9-R10)≦2.30 (10-A)
第6透镜L6具有负折射率,同时满足以下条件(11)以及(12)。
-1.00≦f6/f≦-0.40 (11)
0.05≦(R11+R12)/(R11-R12)≦0.80 (12)
其中
f:全部镜头之间的焦距
f6:第6透镜L6的焦距
R11:第6透镜L6的物侧面的曲率半径
R12:第6透镜L6的像侧面的曲率半径。
条件(11)规定的是第6透镜的负折射率。在条件(11)的范围外,Fno≦2.0的超薄广角化发展,很难补正像面弯曲等问题,故排除。
另外,条件(11)的数值范围设定在以下条件(11-A)的数值范围之间更优:
-0.70≦f6/f≦-0.50 (11-A)
条件(12)规定的是第6透镜L6的形状。在条件(12)的范围外,Fno≦2.0的超薄广角化发展,很难补正像面弯曲等问题,故排除。
另外,条件(12)的数值范围设定在以下条件(12-A)的数值范围之间更优:
0.07≦(R11+R12)/(R11-R12)≦0.72 (12-A)
由于构成摄像镜头LA的6个透镜各自都有前面所述的构成且满足所有条件,所以制造出具有优秀的光学特征、TTL(光学长度)/IH(像高)≦1.60且超薄、广角2ω≧74°、Fno≦2.0的摄像镜头成为可能。
实施例
以下用实施例来说明本发明的摄像镜头LA。以下为各个实施例上所记载的记号。另外,距离、半径以及中心厚度的单位是mm。
f:全部摄像镜头LA的焦距
f1:第1透镜L1的焦距
f2:第2透镜L2的焦距
f3:第3透镜L3的焦距
f4:第4透镜L4的焦距
f5:第5透镜L5的焦距
f6:第6透镜L6的焦距
Fno:F值
2ω:全画角
S1:光圈口径
R:光学面的曲率半径、透镜时为中心曲率半径
R1:第1透镜L1的物侧面的曲率半径
R2:第1透镜L1的像侧面的曲率半径
R3:第2透镜L2的物侧面的曲率半径
R4:第2透镜L2的像侧面的曲率半径
R5:第3透镜L3的物侧面的曲率半径
R6:第3透镜L3的像侧面的曲率半径
R7:第4透镜L4的物侧面的曲率半径
R8:第4透镜L4的像侧面的曲率半径
R9:第5透镜L5的物侧面的曲率半径
R10:第5透镜L5的像侧面的曲率半径
R11:第6透镜L6的物侧面的曲率半径
R12:第6透镜L6的像侧面的曲率半径
R13:玻璃平板GF的物侧面的曲率半径
R14:玻璃平板GF的像侧面的曲率半径
d:透镜的中心厚度与透镜之间的距离
d1:第1透镜L1的中心厚度
d2:从第一透镜L1像面側面到开口光圈S1之间的距离
d3:光圈开口S1到第2透镜L2的物侧面之间的轴上距离
d4:第2透镜L2的中心厚度
d5:第2透镜L2的像侧面到第3透镜L3的物侧面之间的轴上距离
d6:第3透镜L3的中心厚度
d7:第3透镜L3的像侧面到第4透镜L4的物侧面之间的轴上距离
d8:第4透镜L4的中心厚度
d9:第4透镜L4的像侧面开始到第5透镜L5的物侧面之间的轴上距离
d10:第5透镜L5的中心厚度
d11:从第5透镜L5的像侧面到第6透镜L6的物侧面之间的轴上距离
d12:第6透镜L6的中心厚度
d13:第6透镜L6的像侧面到玻璃平板GF的物侧面之间的轴上距离
d14:玻璃平板GF的中心厚度
d15:玻璃平板GF的像侧面到像面之间的轴上距离
nd:d线的折射率
nd1:第1透镜L1的d线的折射率
nd2:第2透镜L2的d线的折射率
nd3:第3透镜L3的d线的折射率
nd4:第4透镜L4的d线的折射率
nd5:第5透镜L5的d线的折射率
nd6:第6透镜L6的d线的折射率
nd7:玻璃平板GF的d线的折射率
ν:阿贝数
ν1:第1透镜L1的阿贝数
ν2:第2透镜L2的阿贝数
ν3:第3透镜L3的阿贝数
ν4:第4透镜L4的阿贝数
ν5:第5透镜L5的阿贝数
ν6:第6透镜L6的阿贝数
ν7:玻璃平板GF的阿贝数
TTL:光学长度(第1透镜L1的物侧面到像面之间的轴上距离)
LB:第5透镜L5的像侧面到像面之间的轴上距离(包含玻璃平板GF的厚度)
IH:像高
y=(x2/R)/[1+{1-(k+1)(x2/R2)}1/2]+A4x4+A6x6+A8x8+A10x10+A12x12+A14x14+A16x16 (13)
其中:R是轴上的曲率半径,K是圆锥系数,A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16是非球面系数。
为方便起见,各个透镜面的非球面使用以(13)表示的非球面。但是,特别是不限于这种(13)表示的非球面多项式形式。
(实施例1)
图2是实施例1中摄像镜头LA的配置构成图。表1的数据有:实施例1中构成摄像镜头LA的第1透镜L1-第6透镜L6的物侧以及像侧的曲率半径、透镜的中心厚度以及透镜间的距离d、折射率nd、阿贝数v。表2中的数据有:圆锥系数k、非球面系数。
表1
表2
后出现的表7所显示的数值有:实施例1-3中各数值以及条件(1)-(12)所规定的参数对应的数值。
如表7所示,实施例1满足条件(1)-(12)
图3是实施例1中摄像镜头LA的球面像差(轴上色像差),图4是倍率色像差,图5是像面弯面和歪曲像差。另外,图5的像面弯曲S是与矢状像面相对的像面弯曲,T是与正切像面相对的像面弯曲。在实施例2、3中也是如此。实施例1中摄像镜头LA的2w=75.7°、TTL/IH=1.475、Fno=1.90且透镜为超薄、高通光量的广角,如图3-5所示不难理解为何具有优秀的光学特征
(实施例2)
图6是实施例2中摄像镜头LA的配置构成图。表3显示的是构成实施例2中摄像镜头LA的第1透镜L1-第6透镜L6各个透镜的物侧以及像侧的曲率半径R、透镜的中心厚度以及透镜间的距离d、折射率nd、阿贝数v.表4显示的是圆锥系数k和非球面系数。
表3
表4
如表7所示,实施例2满足条件(1)-(12)
图7是实施例2中摄像镜头LA的球面像差(轴上色像差),图8是倍率色像差,图9是像面弯面和歪曲像差。如图7-9所示,实施例2中摄像镜头LA的全画角2w=75.7°、TTL/IH=1.479、Fno=1.80,且镜头为超薄、高通光量的广角镜头,这就不难理解为何其具有优秀的光学特征。
(实施例3)
图10是实施例3中摄像镜头LA的配置构成图。表5显示的是构成实施例3中摄像镜头LA的第1透镜L1-第6透镜L6各个透镜的物侧以及像侧的曲率半径R、透镜的中心厚度以及透镜间的距离d、折射率nd、阿贝数v.表6显示的是圆锥系数k和非球面系数。
表5
表6
如表7所示,实施例3满足条件(1)-(12)
图11是实施例3中摄像镜头LA的球面像差(轴上色像差),图12是倍率色像差,图13是像面弯面和歪曲像差。实施例3中摄像镜头LA的2w=77.0°、TTL/IH=1.464、Fno=1.90且透镜为超薄、高通光量的广角,如图11-13所示不难理解为何具有优秀的光学特征
表7中的数值分别是实施例中的各种数值、条件(1)-(12)规定的与参数相关数值。另外、表7中所示的单位分别是2ω(°)、f(mm)、f1(mm)、f2(mm)、f3(mm)、f4(mm)、f5(mm)、f6(mm)TTL(mm)、LB(mm)、IH(mm)。
|
实例1 |
实例2 |
实例3 |
备注 |
(R3+R4)/(R3-R4) |
1.62 |
1.62 |
1.62 |
(1)式 |
(R5+R6)/(R5-R6) |
-11.75 |
-12.45 |
-9.20 |
(2)式 |
(R7+R8)/(R7-R8) |
-1.48 |
-1.48 |
-1.49 |
(3)式 |
d11/f |
0.11 |
0.10 |
0.07 |
(4)式 |
f1/f |
0.69 |
0.70 |
0.65 |
(5)式 |
(R1+R2)/(R1-R2) |
-0.92 |
-0.93 |
-1.00 |
(6)式 |
f2/f |
-1.38 |
-1.38 |
-1.26 |
(7)式 |
f3/f |
-11.64 |
-13.25 |
-10.41 |
(8)式 |
f5/f |
0.71 |
0.67 |
0.75 |
(9)式 |
(R9+R10)/(R9-R10) |
1.83 |
1.72 |
2.04 |
(10)式 |
f6/f |
-0.54 |
-0.51 |
-0.55 |
(11)式 |
(R11+R12)/(R11-R12) |
0.11 |
0.14 |
0.60 |
(12)式 |
Fno |
1.90 |
1.80 |
1.90 |
|
2ω |
75.7 |
75.7 |
77.0 |
|
πL/IH |
1.475 |
1.479 |
1.464 |
|
f |
4.3485 |
4.3429 |
4.7900 |
|
f1 |
3.0080 |
3.0577 |
3.1273 |
|
f2 |
-6.0013 |
-5.9947 |
-6.0584 |
|
f3 |
-50.6340 |
-57.5469 |
-49.8567 |
|
f4 |
38.1972 |
27.4566 |
57.3333 |
|
f5 |
3.0684 |
2.9216 |
3.5910 |
|
f6 |
-2.3370 |
-2.2062 |
-2.6477 |
|
πL |
5.0550 |
5.0700 |
5.6500 |
|
LB |
1.1500 |
1.1500 |
1.1500 |
|
IH |
3.4280 |
3.4280 |
3.8592 |
|
表7
符号的说明:
LA:摄像镜头
S1:光圈口径
L1:第1透镜
L2:第2透镜
L3:第3透镜
L4:第4透镜
L5:第5透镜
L6:第6透镜
GF:玻璃平板
R1:第1透镜L1的物侧面的曲率半径
R2:第1透镜L1的像侧面的曲率半径
R3:第2透镜L2的物侧面的曲率半径
R4:第2透镜L2的像侧面的曲率半径
R5:第3透镜L3的物侧面的曲率半径
R6:第3透镜L3的像侧面的曲率半径
R7:第4透镜L4的物侧面的曲率半径
R8:第4透镜L4的像侧面的曲率半径
R9:第5透镜L5的物侧面的曲率半径
R10:第5透镜L5的像侧面的曲率半径
R11:第6透镜L6的物侧面的曲率半径
R12:第6透镜L6的像侧面的曲率半径
R13:玻璃平板GF的物侧面的曲率半径
R14:玻璃平板GF的像侧面的曲率半径
d:透镜的中心厚度与透镜之间的距离
d1:第1透镜L1的中心厚度
d2:从第一透镜L1像面側面到开口光圈S1之间的距离
d3:光圈开口S1到第2透镜L2的物侧面之间的轴上距离
d4:第2透镜L2的中心厚度
d5:第2透镜L2的像侧面到第3透镜L3的物侧面之间的轴上距离
d6:第3透镜L3的中心厚度
d7:第3透镜L3的像侧面到第4透镜L4的物侧面之间的轴上距离
d8:第4透镜L4的中心厚度
d9:第4透镜L4的像侧面开始到第5透镜L5的物侧面之间的轴上距离
d10:第5透镜L5的中心厚度
d11:从第5透镜L5的像侧面到第6透镜L6的物侧面之间的轴上距离
d12:第6透镜L6的中心厚度
d13:第6透镜L6的像侧面到玻璃平板GF的物侧面之间的轴上距离
d14:玻璃平板GF的中心厚度
d15:玻璃平板GF的像侧面到像面之间的轴上距离
以上所述仅为本发明的较佳实施方式,本发明的保护范围并不以上述实施方式为限,但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化,皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。