CN104730696A - 摄像镜头 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种摄像镜头，所述摄像镜头由物侧开始依次配置有：光圈；正折射率第1透镜；负折射率第2透镜；正折射率第3透镜；正折射率第4透镜；负折射率第5透镜；同时满足以下条件式：1.08≦f1/f≦1.20、－4.00≦f2/f≦－2.50、－1.50≦(R1+R2)/(R1－R2)≦－1.25、1.30≦(R3+R4)/(R3－R4)≦5.00、其中f、f1、f2分别代表全部透镜群、第1透镜的焦点距离、第2透镜的焦点距离，R1、R2、R3、R4分别代表第1透镜的物面、第1透镜的像面、第2透镜的物面、第2透镜的像面的曲率半径。本发明提供的摄像镜头拥有优秀的光学特征。

Description

摄像镜头
技术领域
本发明是与摄像镜头相关的发明。尤其是对于使用高像素CCD、CMOS等摄像元件的小型摄像装置、光传感装置、手机相机组件、WEB摄像头等来说非常适合。同时本发明的摄像镜头是由4个能较好补正像差问题、具有优秀光学特征、同时，TTL(光学长度)/IH(像高)≦1.5且超薄、全画角(以下称为2ω)在80°以上的4个透镜组成。
背景技术
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、超薄且高通光量的广角摄像镜头。
与由具有优秀的光学特征，超薄的4个广角透镜组成的摄像镜头相关的技术开发在逐步推进。此次提案的摄像镜头由4个透镜组成，从物侧开始依次分别是：具有正折射率的第1透镜、具有负折射率的第2透镜、具有正折射率的第3透镜、具有负折射率的第4透镜。
特开2014-098896号公报中公开展示的摄像镜头由上述4个透镜组成，但是第1透镜以及第2透镜的折射率分配以及形状不充分，所以难于镜头向广角和超薄化发展。
专利第5370619号中公开展示的摄像镜头是由上述4个透镜组成，但是第2透镜的折射率分配、第1透镜以及第2透镜的形状不充分，所以不利于镜头向超薄化发展。
因此，有必要提供一种新的摄像镜头来解决上述问题。
发明内容
本发明需解决的技术问题是提供由4个具有优秀光学特征且超薄的广角透镜组成的摄像镜头。
根据上述需解决的技术问题，设计了一种摄像镜头，该摄像镜头从物侧开始依次配置有：光圈、具有正折射率的第1透镜、具有负折射率的第2透镜、具有正折射率的第3透镜、具有负折射率的第4透镜，并且摄像镜头满足以下(1)-(4)的条件式，
1.08≦f1/f≦1.20  (1)
－4.00≦f2/f≦－2.50  (2)
－1.50≦(R1+R2)/(R1－R2)≦－1.25  (3)
1.30≦(R3+R4)/(R3－R4)≦5.00  (4)
其中，
f：摄像镜头整体的焦点距离
f1：第1透镜的焦点距离
f2：第2透镜的焦点距离
R1：第1透镜物侧面的曲率半径
R2：第1透镜像面侧面的曲率半径
R3：第2透镜物侧面的曲率半径
R4：第2透镜像面侧面的曲率半径。
优选的，所述摄像镜头还满足以下(5)、(6)的条件式,
0.50≦f3/f≦0.75  (5)
1.40≦(R5+R6)/(R5－R6)≦2.00  (6)
其中，
f：摄像镜头整体的焦点距离
f3：第3透镜的焦点距离
R5：第3透镜物侧面的曲率半径
R6：第3透镜像面侧面的曲率半径。
优选的，所述摄像镜头还满足以下(7)、(8)的条件式,
－0.80≦f4/f≦－0.60  (7)
1.20≦(R7+R8)/(R7－R8)≦2.50  (8)
其中，
f：摄像镜头整体的焦点距离
f4：第4透镜的焦点距离
R7：第4透镜物侧面的曲率半径
R8：第4透镜像面侧面的曲率半径。
本发明的有益效果在于：根据本发明，尤其是对于由高像素用的CCD、CMOS等摄像元件构成的手机摄像头组件和WEB摄像头来说极合适，同时具有优秀的光学特性，TTL(光学长度)/IH(像高)≦1.5且超薄、全画角(以下称为2ω)在80°以上的4个透镜组成的摄像头。
附图说明
图1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上述摄像镜头LA的具体实施例1的构成展示图；
图3实施例1中摄像镜头LA的球面像差(轴上色像差)展示图；
图4实施例1中摄像镜头LA的倍率色像差展示图；
图5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上述摄像镜头LA的具体实施例2的构成展示图；
图7实施例2中摄像镜头LA的球面像差(轴上色像差)展示图；
图8实施例2中摄像镜头LA的倍率色像差展示图；
图9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上述摄像镜头LA的具体实施例3的构成展示图；
图11实施例3中摄像镜头LA的球面像差(轴上色像差)展示图；
图12实施例3中摄像镜头LA的倍率色像差展示图；
图13实施例3中摄像镜头LA中像面弯曲和歪曲像差展示图；
图14上述摄像镜头LA的具体实施例4的构成展示图；
图15实施例4中摄像镜头LA的球面像差(轴上色像差)展示图；
图16实施例4中摄像镜头LA的倍率色像差展示图；
图17实施例4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
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
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4个透镜群组成，从物侧到像侧依次配置光圈S1、第1透镜L1、第2透镜L2、第3透镜L3、第4透镜L4。在第4透镜L4和像面之间配置有玻璃平板GF。玻璃平板GF是玻璃盖片，或拥有IR防止滤镜功能。且玻璃平板GF不设置在第6像面L6和像面之间也是可以的。
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具有正折射率，第4透镜L4具有负折射率。为了更好补正像差问题，此4个透镜表面设计成非球面形状。
摄像镜头LA是以满足以下条件(1)-(4)为特征的摄像镜头，
1.08≦f1/f≦1.20  (1)
－4.00≦f2/f≦－2.50  (2)
－1.50≦(R1+R2)/(R1－R2)≦－1.25  (3)
1.30≦(R3+R4)/(R3－R4)≦5.00  (4)
其中，
f：摄像镜头整体的焦点距离
f1：第1透镜的焦点距离
f2：第2透镜的焦点距离
R1：第1透镜物侧面的曲率半径
R2：第1透镜像面侧面的曲率半径
R3：第2透镜物侧面的曲率半径
R4：第2透镜像面侧面的曲率半径。
条件(1)规定了第1透镜的正折射率。超过条件(1)的下限规定时，第1透镜的正折射率会过强，难以补正像差等问题，同时不利于镜头向广角化发展，相反，超过上限规定时，第1透镜的正折射率会变过弱，镜头难以向超薄化发展。
条件(2)规定了第2透镜的负折射率。超过条件(2)的下限规定时，第2透镜的负折射率会变过弱，难以补正轴上和轴外的色像差问题，相反，超过上限规定时，第2透镜的负折射率会变过强，难以补正像差等问题同时由高次像差造成的第2透镜的轴上偏芯等问题引起的像面变动会变大。
条件(3)规定的是第1透镜L1的形状。在条件(3)的范围外，随着镜头向广角化和超薄化发展，更不利于补正球面像差等的高次像差问题。
条件(4)规定的是第2透镜L2的形状。在条件(4)的范围外，随着镜头向广角和超薄化发展，更不利于补正轴上色像差问题。
第3透镜L3具有正折射率，同时满足以下(5)、(6)的条件式，
0.50≦f3/f≦0.75  (5)
1.40≦(R5+R6)/(R5－R6)≦2.00  (6)
其中，
f：摄像镜头整体的焦点距离
f3：第3透镜的焦点距离
R5：第3透镜物侧面的曲率半径
R6：第3透镜像面侧面的曲率半径。
条件(5)规定的是第3透镜L3的正折射率。超过下限规定时，第3透镜的正折射率会过强，由高次像差和第3透镜轴上偏芯等引起的像面变动会变大，相反超过上限规定时第3透镜的正折射率会变过弱。不利于镜头向超薄化发展。
条件(6)规定的是第3透镜L3的形状。在条件(6)的范围外，随着镜头向广角和超薄化发展，更不利于补正像差问题，同时由高次像差造成的第3透镜轴上偏芯等引起的像面变动更加频繁。
第4透镜L4是具有负折射率的透镜，且满足以下(7)、(8)的条件式，
－0.80≦f4/f≦－0.60  (7)
1.20≦(R7+R8)/(R7－R8)≦2.50  (8)
其中，
f：摄像镜头整体的焦点距离
f4：第4透镜的焦点距离
R7：第4透镜物侧面的曲率半径
R8：第4透镜像面侧面的曲率半径。
条件(7)规定的是第4透镜L4的负折射率。超过下限规定时，难以补正轴外色像差的问题，超过上限规定时，由高次像差造成的第4透镜轴上偏芯等问题引起的像面变动会变大。
条件(8)规定的是第4透镜L4的形状。在条件(8)的范围外，随着镜头向广角和超薄化发展，正轴外色象的补正会不充分。
由于构成摄像镜头LA的4个透镜都具有前面所述的构成且满足所有条件，所以摄像镜头是由具有优秀的光学特征且TTL(光学长度)/IH(像高)≦1.5且超薄、全画角(以下称为2ω)在80°以上的4个透镜组成。
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的焦点距离
f1：第1透镜L1的焦点距离
f2：第2透镜L2的焦点距离
f3：第3透镜L3的焦点距离
f4：第4透镜L4的焦点距离
Fno：F值
2ω：全画角
S1：光圈
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的物体侧面的曲率半径
R2：第1透镜L1的像面侧面的曲率半径
R3：第2透镜L2的物体侧面的曲率半径
R4：第2透镜L2的像面侧面的曲率半径
R5：第3透镜L3的物体侧面的曲率半径
R6：第3透镜L3的像面侧面的曲率半径
R7：第4透镜L4的物体侧面的曲率半径
R8：第4透镜L4的像面侧面的曲率半径
R9：玻璃平板GF的物面侧面的曲率半径
R10：玻璃平板GF的像面侧面的曲率半径
d：透镜的中心厚度与透镜之间的距离
d0：光圈S1到第1透镜L1的物侧面之间的轴上距离
d1：第1透镜L1的中心厚度
d2：第1透镜L1像面侧面到第2透镜L2物面侧面之间的轴上距离
d3：第2透镜L2的中心厚度
d4：第2透镜L2像面侧面到第3透镜物面L3侧面之间的轴上距离
d5：第3透镜L3的中心厚度
d6：第3透镜L3像面侧面到第4透镜L4物面侧面之间的轴上距离
d7：第4透镜L4的中心厚度
d8：第4透镜L4像面侧面到玻璃平板GF物面侧面之间的轴距离
d9：玻璃平板GF的中心厚度
d10：玻璃平板GF的像面侧面到像面之间的轴上距离
nd：d线的折射率
n1：第1透镜L1的d线的折射率
n1：第2透镜L2的d线的折射率
n1：第3透镜L3的d线的折射率
n1：第4透镜L4的d线的折射率
n5：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：玻璃平板GF的阿贝数
TTL：光学长度(第1透镜L1的物体侧面到像面之间的轴上距离)
LB：第5透镜L5的像面侧面到像面之间的轴距离(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  (9)
其中，R是轴上的曲率半径，k是圆锥系数，A4、A6、A8、A10、A12、
A14是非球面系数。
为方便起见，各个透镜面的非球面使用条件(9)所示的非球面。但是，特别是不限于这种非球面多项式形式(9)。
(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4透镜L4的物侧以及像面侧的曲率半径、透镜的中心厚度以及透镜间的距离d、折射率nd、阿贝数νd。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9所显示的数值有：实施例1-4中各数值以及条件(1)-(8)所规定的参数对应的数值。
如表9所示，实施例1满足条件(1)-(8)。
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2-4中也是如此。实施例1中摄像镜头LA的2ω＝85.1°、TTL/IH＝1.437，且透镜为超薄广角透镜，如图3-5所示，故可得知为何其有优秀的光学特征。
(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4透镜L4各个透镜的物侧以及像面侧的曲率半径R、透镜的中心厚度以及透镜间的距离d、折射率nd、阿贝数νd。表4显示的是圆锥系数k和非球面系数。
【表3】
【表4】
如表9所示，实施例2满足条件(1)-(8)。
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。实施例2中摄像镜头LA的2ω＝86.7°、TTL/IH＝1.420,如图7-9所示，由于广角透镜为超薄，故可得知其有优秀的光学特征。
(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4透镜L4各个透镜的物侧以及像面侧的曲率半径R、透镜的中心厚度以及透镜之间的距离d、折射率nd、阿贝数Νd。图6显示的是圆锥系数k和非球面系数。
【表5】
【表6】
如表9所示，实施例3满足条件(1)-(8)。
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2ω＝85.1°、TTL/IH＝1.438，如图11-13所示，由于广角透镜为超薄，故可得知其有优秀的光学特征。
(实施例4)
图14是实施例4中摄像镜头LA的配置构成图。表7显示的是构成实施例4中摄像镜头LA的第1透镜L1-第4透镜L4各个透镜的物侧以及像面侧的曲率半径R、透镜的中心厚度以及透镜之间的距离d、折射率nd、阿贝数Νd。图8显示的是圆锥系数k和非球面系数。【表7】
【表8】
如表9所示，实施例4满足条件(1)-(8)。
图15是实施例4中摄像镜头LA的球面像差(轴上色像差)，图16是倍率色像差，图17是像面弯面和歪曲像差。实施例4中摄像镜头LA的2ω＝84.5°、TTL/IH＝1.444，如图16-17所示，由于广角透镜为超薄，故可得知其有优秀的光学特征。
表9中的数值分别是实施例中的各种数值、条件(1)-(8)规定的与参数相关数值。另外、表9中所示的单位分别是2ω(°)、f(mm)、f1(mm)、f2(mm)、f3(mm)、f4(mm)、TTL(mm)、LB(mm)、IH(mm)。
【表9】
实施例一 实施例二 实施例三 实施例四 备注
f1/f 1.095 1.180 1.090 1.137 (1)式
f2/f -2.680 -3.200 -2.680 -3.210 (2)式
(R1+R2)/(R1-R2) -1.395 -1.460 -1.310 -1.460 (3)式
(R3+R4)/(R3-R4) 2.460 2.826 2.541 2.950 (4)式
f3/f 0.626 0.642 0.629 0.626 (5)式
(R5+R6)/(R5-R6) 1.687 1.668 1.691 1.700 (6)式
f4/f -0.683 -0.716 -0.684 -0.667 (7)式
(R7+R8)/(R7-R8) 1.767 1.786 1.766 1.754 (8)式
Fno 2.40 2.40 2.40 2.40
2ω 85.1 86.7 85.1 84.5
f 2.471 2.392 2.466 2.496
f1 2.705 2.823 2.688 2.838
f2 -6.622 -7.655 -6.609 -8.012
f3 1.547 1.536 1.550 1.562
f4 -1.688 -1.712 -1.687 -1.665
TTL 3.258 3.221 3.261 3.275
LB 1.068 1.047 1.069 1.075
IH 2.268 2.268 2.268 2.268
TTL/IH 1.437 1.420 1.438 1.444
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：所述摄像镜头从物侧依次配置有光圈、具有正折射率的第1透镜、具有负折射率的第2透镜、具有正折射率的第3透镜、具有负折射率的第4透镜，并且满足以下(1)-(4)的条件式，
1.08≦f1/f≦1.20                                   (1)
－4.00≦f2/f≦－2.50                           (2)
－1.50≦(R1+R2)/(R1－R2)≦－1.25       (3)
1.30≦(R3+R4)/(R3－R4)≦5.00          (4)
其中，
f：摄像镜头整体的焦点距离
f1：第1透镜的焦点距离
f2：第2透镜的焦点距离
R1：第1透镜物侧面的曲率半径
R2：第1透镜像面侧面的曲率半径
R3：第2透镜物侧面的曲率半径
R4：第2透镜像面侧面的曲率半径。
2.根据权利要求1所述的摄像镜头，其特征在于：所述摄像镜头还满足以下(5)、(6)的条件式，
0.50≦f3/f≦0.75                                (5)
1.40≦(R5+R6)/(R5－R6)≦2.00              (6)
其中，
f：摄像镜头整体的焦点距离
f3：第3透镜的焦点距离
R5：第3透镜物侧面的曲率半径
R6：第3透镜像面侧面的曲率半径。
3.根据权利要求1所述的摄像镜头，其特征在于：所述摄像镜头还满足以下(7)、(8)的条件式，
－0.80≦f4/f≦－0.60                                  (7)
1.20≦(R7+R8)/(R7－R8)≦2.50           (8)
其中，
f：摄像镜头整体的焦点距离
f4：第4透镜的焦点距离
R7：第4透镜物侧面的曲率半径
R8：第4透镜像面侧面的曲率半径。
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