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CN105487203B - 摄像镜头 - Google Patents

摄像镜头 Download PDF

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CN105487203B
CN105487203B CN201510765179.4A CN201510765179A CN105487203B CN 105487203 B CN105487203 B CN 105487203B CN 201510765179 A CN201510765179 A CN 201510765179A CN 105487203 B CN105487203 B CN 105487203B
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CN
China
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lens
curvature
radius
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focal length
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CN201510765179.4A
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寺冈弘之
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Chengrui Optics Changzhou Co Ltd
Original Assignee
AAC Acoustic Technologies Shenzhen Co Ltd
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    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0015—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
    • G02B13/002—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface
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    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明提供一种由具有优秀的光学特征、超薄且高通光量的五个广角透镜构成的摄像镜头，摄像镜头从物侧开始依次配置：具有正折射率的第一透镜、具有负折射率的第二透镜、具有正或负折射率的第三透镜、具有正折射率的第四透镜、具有负折射率的第五透镜，且摄像镜头具有满足所规定条件式的特征。

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用的CCD、CMOS等摄像元件的手机摄像镜头组件和WEB摄像镜头的摄像镜头。
【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。随着摄像元件的小型化、高性能化发展，社会更需求具有优秀光学特性、超薄且高通光量F值)的广角摄像镜头。
与由具有优秀的光学特征，超薄且高通光量F值的5个广角透镜组成的摄像镜头相关的技术开发在逐步推进。其提出方案的摄像镜头由5个透镜组成，从物侧开始依次包括；具有正折射率的第一透镜；具有负折射率的第二透镜；具有正或负折射率的第三透镜；具有正折射率的第四透镜；具有负折射率的第五透镜。
特开2014－197105号公报中实施例1～6所展示的摄像镜头由上述5个透镜组成，但是第一透镜的折射率分配、以及第四透镜、第五透镜的形状设置不充分，所以Fno≧2.45、2ω≦70.4°、广角并且Fno通光量不足。
特开2014-197104号公报中实施例1～5所展示的摄像镜头由上述5个透镜组成，但是第四、第五透镜的形状设置不充分，第三透镜L3的像侧到第四透镜L4的物侧之间的轴上距离与透镜群整体焦点距离的比例不充分，所以2ω≦71.4°、以及广角化不充分。
因此，实有必要提供一种新的技术方案以克服上述缺陷。
【发明内容】
本发明的目的是提供由具有优秀的光学特征、超薄且高通光量F值的5个广角透镜组成的摄像镜头。
为实现上述目的，在对第一镜头、第三镜头的折射率分配、第一透镜、第二透镜、第四透镜、第五透镜的形状以及第三透镜的像侧到第四透镜的物侧之间的轴上距离与透镜群整体的焦点距离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，本发明可采用如下技术方案：一种摄像镜头，其从物侧开始依次配置有：具有正折射率的第一透镜、具有负折射率的第二透镜、具有正或负折射率的第三透镜、具有正折射率的第四透镜、具有负折射率的第五透镜，并且摄像镜头满足以下条件式(1)～(8)：。
0.65≦f1/f≦0.78 (1)
13.50≦|f3|/f≦45.00 (2)
－1.20≦(R1+R2)/(R1－R2)≦－0.75 (3)
－0.15≦(R3+R4)/(R3－R4)≦0.93 (4)
1.30≦(R7+R8)/(R7－R8)≦1.75 (5)
0.03≦(R9+R10)/(R9－R10)≦0.50 (6)
0.105≦d6/f≦0.150 (7)
0.065≦d8/f≦0.150 (8)
其中：
f：透镜群整体的焦点距离；
f1：第一透镜的焦点距离；
f3：第三透镜的焦点距离；
R1：第一透镜的物侧的曲率半径；
R2：第一透镜的像侧的曲率半径；
R3：第二透镜的物侧的曲率半径；
R4：第二透镜的像侧的曲率半径；
R7：第四透镜的物侧的曲率半径；
R8：第四透镜的像侧的曲率半径；
R9：第五透镜的物侧的曲率半径；
R10：第五透镜的像侧的曲率半径；
d6：第三透镜的像侧到第四透镜的物侧的轴上距离；
d8：第四透镜的像侧到第五透镜的物侧的轴上距离。
优选的，所述摄像镜头满足以下条件式(9)：
－2.00≦f2/f≦－0.90 (9)
其中
f：透镜群整体的焦点距离；
f2：第二透镜的焦点距离。
优选的，所述摄像镜头满足以下条件式(10)：
0.50≦f4/f≦0.80 (10)
其中
f：透镜群整体的焦点距离；
f4：第四透镜的焦点距离。
优选的，所述摄像镜头满足以下条件式(11)：
－0.70≦f5/f≦－0.45 (11)
其中
f：透镜群整体的焦点距离；
f5：第五透镜的焦点距离。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明提供尤其适用于使用高像素用的CCD、CMOS等摄像元件的手机摄像镜头组件和WEB摄像镜头的摄像镜头，该摄像镜头同时具有优秀的光学特性，TTL(光学长度)/IH(像高)≦1.35、超薄、广角2ω≧78°、由Fno≦2.2且拥有高通光量的5个透镜组成。
【附图说明】
图1为与本发明相关的一种实施方式的摄像镜头LA的结构示意图；
图2为本发明摄像镜头LA第一实施例的结构示意图；
图3为本发明摄像镜头LA第一实施例的球面像差(轴上色像差)示意图；
图4为本发明摄像镜头LA第一实施例的倍率色像差示意图；
图5为本发明摄像镜头LA第一实施例的像面弯曲和歪曲像差示意图；
图6为本发明摄像镜头LA的第二实施例的结构示意图；
图7为本发明摄像镜头LA第二实施例的球面像差(轴上色像差)示意图；
图8为本发明摄像镜头LA第二实施例的倍率色像差示意图；
图9为本发明摄像镜头LA第二实施例的像面弯曲和歪曲像差示意图；
图10为本发明摄像镜头LA第三实施例的结构示意图；
图11为本发明摄像镜头LA第三实施例的球面像差(轴上色像差)示意图；
图12为本发明摄像镜头LA第三实施例的像差倍率色像差示意图；
图13为本发明摄像镜头LA第三实施例的像面弯曲和歪曲像差示意图。
【主要元件符号说明】
LA：摄像镜头；
S1：开口光圈；
L1：第一透镜；
L2：第二透镜；
L3：第三透镜；
L4：第四透镜；
L5：第五透镜；
GF：玻璃平板；
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的物侧的曲率半径；
R2：第一透镜L1的像侧的曲率半径；
R3：第二透镜L2的物侧的曲率半径；
R4：第二透镜L2的像侧的曲率半径；
R5：第三透镜L3的物侧的曲率半径；
R6：第三透镜L3的像侧的曲率半径；
R7：第四透镜L4的物侧的曲率半径；
R8：第四透镜L4的像侧的曲率半径；
R9：第五透镜L5的物侧的曲率半径；
R10：第五透镜L5的像侧的曲率半径；
R11：玻璃平板GF的物侧面的曲率半径；
R12：玻璃平板GF的像侧的曲率半径；
d：透镜的中心厚度或者透镜之间的距离；
d0：从开口光圈S1到第一透镜L1的物侧的轴上距离；
d1：第一透镜L1的中心厚度；
d2：第一透镜L1的像侧到第二透镜L2的物侧的距离；
d3：第二透镜L2的中心厚度；
d4：第二透镜L2的像侧到第三透镜L3的物侧的轴上距离；
d5：第三透镜L3的中心厚度；
d6：第三透镜L3的像侧到第四透镜L4的物侧的轴上距离；
d7：第四透镜L4的中心厚度；
d8：第四透镜L4的像侧到第五透镜L5的物侧的轴上距离；
d9：第五透镜L5的中心厚度；
d10：第五透镜L5的像侧到玻璃平板GF的物侧的轴上距离；
d11：玻璃平板GF的中心厚度；
d12：玻璃平板GF的像侧到成像面的轴上距离。
【具体实施方式】
下面结合附图，对本发明作详细说明。
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5个透镜组成，从物侧到像侧依次配置第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5。在第五透镜L5和成像面之间，配置有玻璃平板GF。玻璃平板GF是玻璃盖片、或者是拥有IR截止滤光等功能的滤光片。或者，玻璃平板GF也可不设置在第5镜头L5和成像面之间。
第一透镜L1具有正折射率，第二透镜L2具有负折射率，第三透镜L3具有正或负折射率，第四透镜L4具有正折射率，第五透镜L5具有负折射率。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。
摄像镜头LA是以满足以下条件式(1)～(8)为特征的摄像镜头：
0.65≦f1/f≦0.78 (1)
13.50≦|f3|/f≦45.00 (2)
－1.20≦(R1+R2)/(R1－R2)≦－0.75 (3)
－0.15≦(R3+R4)/(R3－R4)≦0.93 (4)
1.30≦(R7+R8)/(R7－R8)≦1.75 (5)
0.03≦(R9+R10)/(R9－R10)≦0.50 (6)
0.105≦d6/f≦0.150 (7)
0.065≦d8/f≦0.150 (8)
其中
f：透镜群整体的焦点距离；
f1：第一透镜的焦点距离；
f3：第三透镜的焦点距离；
R1：第一透镜的物侧的曲率半径；
R2：第一透镜的像侧的曲率半径；
R3：第二透镜的物侧的曲率半径；
R4：第二透镜的像侧的曲率半径；
R7：第四透镜的物侧的曲率半径；
R8：第四透镜的像侧的曲率半径；
R9：第五透镜的物侧的曲率半径；
R10：第五透镜的像侧的曲率半径；
d6：第三透镜的像侧到第四透镜的物侧的轴上距离；
d8：第四透镜的像侧到第五透镜的物侧的轴上距离。
条件式(1)规定了第一透镜L1的正折射率。超出条件式(1)的下限值时，第一透镜L1的正折射率会过强，难以补正像差等问题，同时不利于镜头向广角化发展，相反，超过上限值时，第一透镜的折射率会过弱，镜头难以实现超薄化。
条件式(2)规定了第三透镜L3的正或负折射率。在条件式(2)的范围外，随着镜头向超薄化发展，难以补正轴上和轴外的色像差问题。
条件式(3)规定了第一透镜L1的形状。在条件式(3)的范围外，随着镜头向广角、超薄化发展，不利于补正球面像差等的高次像差问题。
条件式(4)规定了第二透镜L2的形状。在条件式(4)的范围外，随着镜头向广角、超薄化发展，不利于补正轴上色像差等问题。
条件式(5)规定了第四透镜L4的形状。通过满足条件式(5)，能有效实现镜头的广角化和超薄化。
条件式(6)规定了第五透镜L5的形状。在条件式(6)的范围外，难以补正歪曲像差等问题，并且也不利于有效实现镜头的远心性。
条件式(7)规定了第三透镜L3的像侧到第四透镜L4的物侧的距离和镜头群整体的焦点距离之比。在条件式(7)的范围外，不利于镜头向广角化和超薄化发展。
条件式(8)规定了第四透镜L4的像侧到第五透镜L5的物侧的距离和镜头群整体的焦点距离之比。在条件式(8)的范围外，不利于镜头向广角化和超薄化发展。
第二透镜L2是具有负折射率的透镜，满足以下条件式(9)：
－2.00≦f2/f≦－0.90 (9)
其中
f：透镜群整体的焦点距离；
f2：第二透镜的焦点距离。
条件式(9)规定了第二透镜L2的负折射率。在条件式(9)的范围外，随着镜头向广角化和超薄化发展，难以补正轴上的色像差问题。
第四透镜L4是有正折射率的透镜，满足以下条件式(10)：
0.50≦f4/f≦0.80 (10)
其中
f：透镜群整体的焦点距离；
f4：第四透镜的焦点距离。
条件式(10)规定了第四透镜L4的正折射率。通过满足条件式(10)，使镜头向广角化和超薄化发展变得有效。
第五透镜L5是具有负折射率的透镜，满足以下条件式(11)：
－0.70≦f5/f≦－0.45 (11)
其中
f：透镜群整体的焦点距离；
f5：第五透镜的焦点距离。
条件式(11)规定了第五透镜L5的负折射率。通过满足条件式(11)，可以确保镜头向广角化和超薄化发展以及第五透镜的像侧到成像面的轴上距离。
由于构成摄像镜头LA的5个透镜各自都有前面所述的构成且满足所有条件式，所以制造出具有优秀的光学特性、TTL(光学长度)/IH(像高)≦1.35、超薄、广角2ω≧78°、且Fno≦2.2的摄像镜头成为可能。
实施例中:
f：摄像镜头LA的焦点距离；
f1：第一透镜L1的焦点距离；
f2：第二透镜L2的焦点距离；
f3：第三透镜L3的焦点距离；
f4：第四透镜L4的焦点距离；
f5：第五透镜L5的焦点距离；
Fno：F值；
2ω:全画角；
S1：开口光圈；
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的物侧的曲率半径；
R2：第一透镜L1的像侧的曲率半径；
R3：第二透镜L2的物侧的曲率半径；
R4：第二透镜L2的像侧的曲率半径；
R5：第三透镜L3的物侧的曲率半径；
R6：第三透镜L3的像侧的曲率半径；
R7：第四透镜L4的物侧的曲率半径；
R8：第四透镜L4的像侧的曲率半径；
R9：第五透镜L5的物侧的曲率半径；
R10：第五透镜L5的像侧的曲率半径；
R11：玻璃平板GF的物侧的曲率半径；
R12：玻璃平板GF的像侧的曲率半径；
d：透镜的中心厚度或者透镜之间的距离；
d0：从开口光圈S1到第一透镜L1的物侧的轴上距离；
d1：第一透镜L1的中心厚度；
d2：第一透镜L1的像侧到第二透镜L2的物侧的距离；
d3：第二透镜L2的中心厚度；
d4：第二透镜L2的像侧到第三透镜L3的物侧的轴上距离；
d5：第三透镜L3的中心厚度；
d6：第三透镜L3的像侧到第四透镜L4的物侧的轴上距离；
d7：第四透镜L4的中心厚度；
d8：第四透镜L4的像侧到第五透镜L5的物侧的轴上距离；
d9：第五透镜L5的中心厚度；
d10：第五透镜L5的像侧到玻璃平板GF的物侧的轴上距离；
d11：玻璃平板GF的中心厚度；
d12：玻璃平板GF的像侧到成像面的轴上距离；
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：玻璃平板GF的d线的折射率；
ν：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：玻璃平板GF的阿贝数；
TTL：光学长度(第一透镜L1的物侧到成像面的轴上距离)；
LB：第五透镜L5的像侧到成像面的轴上距离(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 (12)
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条件式(12)中所示的非球面。但是，不限于这种条件式(12)表示的非球面多项式形式。
第一实施例：
图2是第一实施例中摄像镜头LA的配置构成图。表1的数据有：第一实施例中构成摄像镜头LA的第一透镜L1～第五透镜L5的物侧以及成像面侧的曲率半径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2中的列出了：圆锥系数k、非球面系数。
表1：
表2
后续的表7中示出了：第一至第三实施例中各数值以及条件式(1)～(11)所规定的参数对应的数值。
如表7所示，第一实施例满足条件式(1)～(11)。
图3是第一实施例中摄像镜头LA的球面像差(轴上色像差)示意图，图4是倍率色像差示意图，图5是成像面弯面和歪曲像差示意图。另外，图5的像面弯曲S是与矢状成像面相对的像面弯曲，T是与正切成像面相对的像面弯曲。在第二、第三实施例中也是如此。如图3～5所示，第一实施例中摄像镜头LA的2ω＝83.2°、TTL/IH＝1.340、Fno＝2.2且为超薄、高通光量的广角透镜，由此可以理解其优秀的光学特性。
第二实施例：
图6是第二实施例中摄像镜头LA的配置构成图。表3显示的是构成第二实施例中摄像镜头LA的第一透镜L1～第五透镜L5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，第二实施例满足条件式(1)～(11)。
图7是第二实施例中摄像镜头LA的球面像差(轴上色像差)示意图，图8是倍率色像差示意图，图9是成像面弯面和歪曲像差示意图。如图7～9所示，第二实施例中摄像镜头LA的全画角2w＝81.8°、TTL/IH＝1.343、Fno＝2.2，且镜头为超薄、高通光量的广角镜头，由此可以理解其具有优秀的光学特征。
第三实施例：
图10是第三实施例中摄像镜头LA的配置构成图。表5显示的是构成第三实施例中摄像镜头LA的第一透镜L1～第五透镜L5各个透镜的物体面侧以及成像面侧的曲率半径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，第三实施例满足条件式(1)～(11)。
图11是第三实施例中摄像镜头LA的球面像差(轴上色像差)示意图，图12是倍率色像差示意图，图13是成像面弯面和歪曲像差示意图。如图11～13所示，第三实施例中摄像镜头LA的2w＝79.0°、TTL/IH＝1.340、Fno＝2.2且透镜为超薄、高通光量的广角透镜，由此可以理解其具有优秀的光学特征。
表7中的示出了各个实施例中的各种数值、条件式(1)～(11)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)、TTL(mm)、LB(mm)、IH(mm)。
表7：
以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种摄像镜头，其特征在于：所述摄像镜头从物侧开始依次配置有：具有正折射率的第一透镜、具有负折射率的第二透镜、具有正或负折射率的第三透镜、具有正折射率的第四透镜、具有负折射率的第五透镜，并且摄像镜头满足以下条件式(1)～(8)：
0.65≦f1/f≦0.78 (1)
13.50≦|f3|/f≦45.00 (2)
－1.20≦(R1+R2)/(R1－R2)≦－0.75 (3)
－0.15≦(R3+R4)/(R3－R4)≦0.93 (4)
1.30≦(R7+R8)/(R7－R8)≦1.75 (5)
0.03≦(R9+R10)/(R9－R10)≦0.50 (6)
0.105≦d6/f≦0.150 (7)
0.065≦d8/f≦0.150 (8)
其中：
f：透镜群整体的焦点距离；
f1：第一透镜的焦点距离；
f3：第三透镜的焦点距离；
R1：第一透镜的物侧的曲率半径；
R2：第一透镜的像侧的曲率半径；
R3：第二透镜的物侧的曲率半径；
R4：第二透镜的像侧的曲率半径；
R7：第四透镜的物侧的曲率半径；
R8：第四透镜的像侧的曲率半径；
R9：第五透镜的物侧的曲率半径；
R10：第五透镜的像侧的曲率半径；
d6：第三透镜的像侧到第四透镜的物侧的轴上距离；
d8：第四透镜的像侧到第五透镜的物侧的轴上距离。
2.如权利要求1所述的摄像镜头，其特征在于：所述摄像镜头满足以下条件式(9)：
－2.00≦f2/f≦－0.90 (9)
其中
f：透镜群整体的焦点距离；
f2：第二透镜的焦点距离。
3.如权利要求1所述的摄像镜头，其特征在于：所述摄像镜头满足以下条件式(10)：
0.50≦f4/f≦0.80 (10)
其中
f：透镜群整体的焦点距离；
f4：第四透镜的焦点距离。
4.如权利要求1所述的摄像镜头，其特征在于：所述摄像镜头满足以下条件式(11)：
－0.70≦f5/f≦－0.45 (11)
其中
f：透镜群整体的焦点距离；
f5：第五透镜的焦点距离。
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