CN106959503A - 摄像镜头 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有优秀的光学特性，超薄、广角且高通光量的5个透镜组成的摄像镜头,从物体侧开始依次配置有：具有正屈光度的第1透镜、具有负屈光度的第2透镜、具有正屈光度的第3透镜、具有正屈光度的第4透镜、具有负屈光度的第5透镜,并满足所规定的条件。

Description

摄像镜头
【技术领域】
本发明涉及一种摄像镜头，尤其涉及一种适用于采用高像素CCD、CMOS等摄像元件的手机相机组件、WEB摄像头等的摄像镜头。本发明的摄像镜头包含5个透镜，具有优秀光学特性TTL(光学长度)/IH(像高)1.40、超薄、全画角(以下称为2ω)78°以上、广角、并且高通光量F值(以下称为Fno)Fno为2.10以下。
【背景技术】
近年，使用CCD和CMOS等摄像元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的光学特性、超薄且高通光量(Fno)的广角摄像镜头。
与由具有优秀的光学特性，超薄、广角、且高通光量(Fno)的5个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由5个透镜组成，从物体侧开始依次是具有正屈光度的第1透镜、具有负屈光度的第2透镜、具有正屈光度的第3透镜、具有正屈光度的第4透镜、具有负屈光度的第5透镜。
专利文献1(专利第5513641号)中实施例1～5所公开的摄像镜头为上述由5个透镜组成，但是第3透镜的屈光度分配与第1透镜和第2透镜的形状不充分，所以TTL/IH 1.58、Fno≧2.20超薄化以及明亮度不足。
专利文献2(特开2016-020973号公报)中实施例1～4所公开的摄像镜头为上述由5个透镜组成，但是第1透镜的屈光度分配与第1透镜和第2透镜的形状不充分，所以TTL/IH1.514、Fno≧2.24超薄化以及明亮度不足。
【发明内容】
本发明的目的是提供具有优秀的光学特性、超薄、广角且高通光量的由5个透镜组成的摄像镜头。
为达成上述目的，在对第1透镜、第3透镜的屈光度分配，第1透镜和第2透镜的形状进行认真研讨后，提出改善以往技术的摄像镜头方案，于是形成本发明。
根据上述需解决的技术问题，所述摄像镜头，从物体侧开始依次配置有：从物体侧开始依次是具有正屈光度的第1透镜、具有负屈光度的第2透镜、具有正屈光度的第3透镜、具有正屈光度的第4透镜、具有负屈光度的第5透镜。所述摄像镜头满足以下条件公式(1)～(4)：
0.80≦f1/f≦1.00 (1)
15.00≦f3/f (2)
-2.00≦(R1+R2)/(R1－R2)≦-1.40 (3)
2.60≦(R3+R4)/(R3－R4)≦5.00 (4)
其中，
f：摄像镜头整体的焦距；
f1：第1透镜的焦距；
f3：第3透镜的焦距；
R1：第1透镜的物侧面的曲率半径；
R2：第1透镜的像侧面的曲率半径；
R3：第2透镜的物侧面的曲率半径；
R4：第2透镜的像侧面的曲率半径。
优选的，所述摄像镜头满足下列条件公式(5)：
-3.00≦f2/f≦-1.50 (5)
其中，
f：摄像镜头整体的焦距；
f2：第2透镜的焦距。
优选的，所述摄像镜头满足下列条件公式(6)，
1.00≦(R7+R8)/(R7－R8)≦2.00 (6)
其中，
R7：第4透镜的物侧面的曲率半径；
R8：第4透镜的像侧面的曲率半径。
根据本发明，提供的摄像镜头由5个透镜组成，其具有优秀的光学特性、超薄、广角、高通光量。本发明的摄像镜头尤其适用于使用高像素CCD、CMOS等摄像元件的手机摄像镜头组件和WEB摄像镜头。
【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为与实例1相关的摄像镜头的构成示意图；
图3为实例1的摄像镜头LA的轴向像差展示图；
图4实例1中摄像镜头LA的垂轴色差展示图；
图5实例1中摄像镜头LA中场曲和畸变展示图；
图6为与实例2相关的摄像镜头的构成示意图；
图7为实例2的摄像镜头LA的轴向像差展示图；
图8实例2中摄像镜头LA的垂轴色差展示图；
图9实例2中摄像镜头LA中场曲和畸变展示图。
【具体实施方式】
参考附图对本发明相关的摄像镜头的一种实施方式进行说明。图1所示为与本发明一种实施方式相关的摄像镜头的构成图。该摄像镜头LA是由5个透镜组成，从物体侧到像面侧依次配置第1透镜L1、第2透镜L2、第3透镜L3、第4透镜L4、第5透镜L5。在第5透镜L5和像面之间，配置有玻璃平板GF。该玻璃平板GF可以使用玻璃盖片或具有IR防止滤镜功能的滤光片。在第5镜头L5和像面之间不设置玻璃平板GF也可以。
第1透镜L1具有正屈光度，第2透镜L2具有负屈光度，第3透镜L3具有正屈光度，第4透镜L4具有正屈光度，第5透镜L5具有负屈光度。为能较好补正像差问题，最好将这5个透镜表面设计为非球面形状。
一种摄像镜头LA，该摄像镜头满足下列条件公式(1)～(4)：
0.80≦f1/f≦1.00 (1)
15.00≦f3/f (2)
-2.00≦(R1+R2)/(R1－R2)≦-1.40 (3)
2.60≦(R3+R4)/(R3－R4)≦5.00 (4)
其中，
f：摄像镜头整体的焦距；
f1：第1透镜的焦距；
f3：第3透镜的焦距；
R1：第1透镜的物侧面的曲率半径；
R2：第1透镜的像侧面的曲率半径；
R3：第2透镜的物侧面的曲率半径；
R4：第2透镜的像侧面的曲率半径。
条件公式(1)规定了第1透镜L1的正屈光度。当超过条件公式(1)的下限规定时，第1透镜L1的正屈光度会过强，难以补正像差的同时难以向广角化发展；相反，当超过上限规定时，第1透镜L1的屈光度会过弱，难以向超薄化发展。
在此，最好是将条件公式(1)的数值范围设定在以下条件公式(1-A)的数值范围内；
0.83≦f1/f≦0.88 (1－A)
条件公式(2)规定了第3透镜L3的正屈光度。在条件公式(2)的范围外，Fno≦2.10、随着向超薄化发展，难以补正轴上、轴外色像差。
在此，最好是将条件公式(2)的数值范围设定在以下条件公式(2-A)的数值范围内：
19.00≦f3/f≦140.00 (2－A)
条件公式(3)规定了第1透镜L1的形状。在条件公式(3)的范围外，Fno≦2.10、随着向广角、超薄化发展，难以补正球面像差等的高次像差问题。
在此，最好是将条件公式(3)的数值范围设定在以下条件公式(3-A)的数值范围内。
-1.80≦(R1+R2)/(R1－R2)≦-1.60 (3－A)
条件公式(4)规定了第2透镜L2的形状。在条件公式(4)的范围外，难以向Fno≦2.10、广角、超薄化发展，难以补正轴上色像差。
在此，最好是将条件公式(4)的数值范围设定在以下条件公式(4-A)的数值范围内。
3.00≦(R3+R4)/(R3－R4)≦4.00 (4－A)
第2透镜L2具有负屈光度，并满足下列条件公式(5)：
-3.00≦f2/f≦-1.50 (5)
其中，
f：摄像镜头整体的焦距；
f2：第2透镜的焦距。
条件公式(5)规定了第2透镜L2具有负屈光度。在条件公式(5)的范围外，Fno≦2.10、随着向广角、超薄化发展，难以补正轴上、轴外色像差。
在此，最好是将条件公式(5)的数值范围设定在以下条件公式(5-A)的数值范围内。
-2.50≦f2/f≦-1.80 (5－A)
第4透镜L4，其具有正屈光度，并满足下列条件公式(6)：
1.00≦(R7+R8)/(R7－R8)≦2.00 (6)
条件公式(6)规定了第4透镜L4的形状。在条件公式(6)的范围外，Fno≦2.10难以向广角、超薄化方向发展。
在此，最好是将条件公式(6)的数值范围设定在以下条件公式(6-A)的数值范围内：
1.50≦(R7+R8)/(R7－R8)≦1.85 (6－A)
由于构成摄像镜头LA的5个透镜都具有前面所述的构成且满足所有条件公式，所以制造出由具有优秀的光学特征、超薄、广角且高通光量的摄像镜头成为可能。
【实施例】
f：摄像镜头LA整体的焦距；
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；
Fno：F值；
2ω：全画角；
S1：开口光圈；
R：光学面的曲率半径，若是透镜R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：玻璃平板GF的物侧面的曲率半径；
R12：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；
d0：从开口光圈S1到第1透镜L1的物侧面的轴上距离；
d1：第1透镜L1的中心厚度；
d2：第1透镜L1的像侧面到第2透镜L2的物侧面的轴上距离；
d3：第2透镜L2的中心厚度；
d4：第2透镜L2的像侧面到第3透镜L3的物侧面的轴上距离；
d5：第3透镜L3的中心厚度；
d6：第3透镜L3的像侧面到第4透镜L4的物侧面的轴上距离；
d7：第4透镜L4的中心厚度；
d8：第4透镜L4的像侧面到第5透镜L5的物侧面的轴上距离；
d9：第5透镜L5的中心厚度；
d10：第5透镜L5的像侧面到玻璃平板GF的物侧面的轴上距离；
d11：玻璃平板GF的中心厚度；
d12：玻璃平板GF的像侧面到像面的轴上距离；
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：玻璃平板GF的d线的折射率；
νd：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：玻璃平板GF的阿贝数；
TTL：光学长度(第1透镜L1的物侧面到像面的轴上距离)；
LB：第5透镜L5的像侧面到像面的轴上距离(包含玻璃平板GF的厚度)；
y＝(x2/R)/[1+{1－(k+1)(x2/R2)}1/2]
+A4x4+A6x6+A8x8+A10x10+A12x12+A14x14+A16x16 (7)
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公式(7)中所示的非球面。但是，本发明不限于该公式(7)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的构成展示图。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5透镜L5的物侧面以及像侧面的曲率半径R、透镜的中心厚度以及透镜间的轴上距离d、折射率nd、阿贝数νd。表2中的数据有：圆锥系数k、非球面系数。
【表1】
【表2】
后续的表5列出实施例1、2中各数值与条件公式(1)～(6)中所规定的参数对应的数值。
如表5所示，实施例1满足条件公式(1)～(6)。
实施例1中摄像镜头LA的轴向像差见图3，垂轴色差见图4，场曲和畸变见图5所示。另外，图5的场曲S是与弧矢方向的场曲，T是子午方向的场曲在实施例2中也是如此。如图3～5所示，实施例1中摄像镜头LA为2ω＝81.0°、TTL/IH＝1.346、Fno＝2.05且镜头超薄、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性。
(实施例2)
图6是实施例2中摄像镜头LA的构成展示图。表2的数据有：实施例1中构成摄像镜头LA的第1透镜L3～第5透镜L5的物侧面以及像侧面的曲率半径R、透镜的中心厚度以及透镜间的轴上距离d、折射率nd、阿贝数νd。表4中的数据有：圆锥系数k、非球面系数。
【表3】
【表4】
如表5所示，实施例2满足条件公式(1)～(6)。
实施例2中摄像镜头LA的轴向像差见图7，垂轴色差见图8，场曲和畸变见图9所示。如图7～9所示，实施例2中摄像镜头LA为2ω＝80.6°、TTL/IH＝1.351、Fno＝2.05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性。
表5示出各实施例的各种数值与条件公式(1)～(6)中已规定的参数所对应的值。另外，表5所示的各种数值单位分别是2ω(°)、f(mm)、f1(mm)、f2(mm)、f3(mm)、f4(mm)、f5(mm)、TTL(mm)、LB(mm)、IH(mm)。
【表5】
实施例1 实施例2 备注
f1/f 0.879 0.868 条件公式(1)
f3/f 76.094 139.035 条件公式(2)
(R1+R2)/(R1-R2) -1.742 -1.736 条件公式(3)
(R3+R4)/(R3-R4) 3.093 3.060 条件公式(4)
f2/f -2.250 -2.212 条件公式(5)
(R7+R8)/(R7-R8) 1.623 1.629 条件公式(6)
Fno 2.05 2.05
2ω 81.0 80.6
TTL/IH 1.346 1.351
f 2.836 2.863
f1 2.493 2.485
f2 -6.380 -6.334
f3 215.802 398.057
f4 1.777 1.782
f5 -1.588 -1.585
TTL 3.354 3.367
LB 0.898 0.899
IH 2.492 2.492
【符号的说明】
LA：摄像镜头；
S1：开口光圈；
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；
GF：玻璃平板；
R：光学面的曲率半径，若是透镜R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：玻璃平板GF的物侧面的曲率半径；
R12：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轴上距离；
d0：从开口光圈S1到第1透镜L1的物侧面的轴上距离；
d1：第1透镜L1的中心厚度；
d2：第1透镜L1的像侧面到第2透镜L2的物侧面的轴上距离；
d3：第2透镜L2的中心厚度；
d4：第2透镜L2的像侧面到第3透镜L3的物侧面的轴上距离；
d5：第3透镜L3的中心厚度；
d6：第3透镜L3的像侧面到第4透镜L4的物侧面的轴上距离；
d7：第4透镜L4的中心厚度；
d8：第4透镜L4的像侧面到第5透镜L5的物侧面的轴上距离；
d9：第5透镜L5的中心厚度；
d10：第5透镜L5的像侧面到玻璃平板GF的物侧面的轴上距离；
d11：玻璃平板GF的中心厚度；
d12：玻璃平板GF的像侧面到像面的轴上距离。
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。

Claims (3)

1.一种摄像镜头，其特征在于，从物体侧开始依次配置有：具有正屈光度的第1透镜、具有负屈光度的第2透镜、具有正屈光度的第3透镜、具有正屈光度的第4透镜、具有负屈光度的第5透镜，所述摄像镜头满足以下条件公式(1)～(4)：
0.80≦f1/f≦1.00 (1)
15.00≦f3/f (2)
-2.00≦(R1+R2)/(R1－R2)≦-1.40 (3)
2.60≦(R3+R4)/(R3－R4)≦5.00 (4)
其中，
f：摄像镜头整体的焦距；
f1：第1透镜的焦距；
f3：第3透镜的焦距；
R1：第1透镜的物侧面的曲率半径；
R2：第1透镜的像侧面的曲率半径；
R3：第2透镜的物侧面的曲率半径；
R4：第2透镜的像侧面的曲率半径。
2.根据权利要求1所述的摄像镜头，其特征在于，所述摄像镜头满足下列条件公式(5)：
-3.00≦f2/f≦-1.50 (5)
其中，
f：摄像镜头整体的焦距；
f2：第2透镜的焦距。
3.根据权利要求1所述的摄像镜头，其特征在于，所述摄像镜头满足下列条件公式(6)：
1.00≦(R7+R8)/(R7－R8)≦2.00 (6)
其中，
R7：第4透镜的物侧面的曲率半径；
R8：第4透镜的像侧面的曲率半径。
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