CN105158881A - 摄像镜头 - Google Patents

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CN105158881A CN201510164882.XA CN201510164882A CN105158881A CN 105158881 A CN105158881 A CN 105158881A CN 201510164882 A CN201510164882 A CN 201510164882A CN 105158881 A CN105158881 A CN 105158881A
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Abstract

提供拥有优秀的光学特征，由5个超薄、高通光量的广角透镜组成的摄像镜头。该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；同时满足下列条件：0.70≦F1/F≦0.85、－1.15≦(R1+R2)/(R1－R2)≦－1.00、－0.55≦(R3+R4)/(R3－R4)≦－0.20、0.09≦d8/F≦0.15，F、F1分别代表全部透镜群、第1透镜的焦距，R1、R2、R3、R4分别代表第1透镜L1的物侧面，第2透镜L2的像侧面、第2透镜L2的物侧面、第2透镜L2的像侧面的曲率半径，d8代表第4透镜像侧面到第5透镜物侧面的轴上距离。

Description

摄像镜头
【技术领域】
本发明是与摄像镜头相关的发明。尤其适用于使用高像素CCD、CMOS等摄像元件的手机相机组件、WEB摄像头等。本发明的摄像镜头是由5个具有优秀光学特征、同时，TTL(光学长度)/IH(像高)≦1.40、超薄、全画角(以下称为2ω)为78°以上的广角、同时具有F值(以下称为Fno)在2.2以下的透镜组成。
【背景技术】
近年，使用CCD或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光学特征、超薄且高通光量的广角摄像镜头。
具有优秀的光学特征，超薄、高通光量的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。本发明的摄像镜头由5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、具有正折射率的第4透镜、具有负折射率的第5透镜。
特许文献1中实施例1-9公开展示的摄像镜头由上述5个透镜组成，但是第1透镜和第2透镜的形状不充分，所以TTL/IH＞1.71、2ω＜71.1°，超薄以及广角化不充分。
特许文献2中实施例1-6公开展示的摄像镜头是由上述5个透镜组成，但是第1透镜的折射率分配、以及第2透镜的形状不充分，所以2ω＜70°且镜头广角化不充分。
因此，实有必要提供一种新型的摄像镜头以解决上述问题。
在先的技术参考文献：
专利文献1：特开2013-222172号公报
专利文献2：特开2014-092781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5个广角透镜组成的摄像镜头。
为达成上述目的，认真探讨第1透镜的折射率分配、第1透镜和第2透镜的形状、第4透镜的像侧面到第5透镜的物侧面之间的轴上距离与全部透镜群的比例后，改善了以往的技术，提出了本发明的摄像镜头
所记载的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、具有正折射率的第4透镜、具有负折射率的第5透镜，且摄像镜头具有满足以下条件(1)-(4)的特征。
0.70≦F1/F≦0.85(1)
－1.15≦(R1+R2)/(R1－R2)≦－1.00(2)
－0.55≦(R3+R4)/(R3－R4)≦－0.20(3)
0.09≦d8/F≦0.15(4)
其中：
F：全部镜头群之间的焦距
F1：第1透镜的焦距
R1：第1透镜物侧面的曲率半径
R2：第1透镜像侧面的曲率半径
R3：第2透镜物侧面的曲率半径
R4：第2透镜像侧面的曲率半径
d8：第4透镜像侧面到第5透镜物侧面之间的轴上距离。
优选的，所述摄像镜头具有满足以下条件(5)的特征而形成的。
0.12≦d6/F≦0.15(5)
其中：
F：全部镜头群之间的焦距
d6：第3透镜像侧面到第4透镜物侧面之间的轴上距离。
优选的，所述摄像镜头具有满足以下条件(6)的特征而形成的。
－2.50≦F2/F≦－1.00(6)
其中：
F：全部镜头群之间的焦距
F2：第2透镜的焦距。
优选的，所述摄像镜头满足以下条件(7)、(8)而形成的。
F3/F≧50.00(7)
(R5+R6)/(R5－R6)≦－8.00(8)
其中：
F：全部镜头群之间的焦距
F3：第3透镜的焦距
R5：第3透镜物侧面的曲率半径
R6：第3透镜像侧面的曲率半径。
根据本发明，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)≦1.40超薄，2ω≧78°的广角，同时由Fno≦2.2且高通光量(Fno)的5个透镜组成的摄像镜头。
【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的构成示意图；
图2为上述摄像镜头LA的具体实施例1的构成示意图；
图3为实施例1中摄像镜头LA的球面像差(皱面色像差)示意图；
图4为实施例1中摄像镜头LA的倍率色像差示意图；
图5为实施例1中摄像镜头LA中像面弯曲和歪曲像差示意图；
图6为上述摄像镜头LA的具体实施例2的构成示意图；
图7为实施例2中摄像镜头LA的球面像差(皱面色像差)示意图；
图8为实施例2中摄像镜头LA的倍率色像差示意图；
图9为实施例2中摄像镜头LA中像面弯曲和歪曲像差示意图；
图10为上述摄像镜头LA的具体实施例3的构成示意图；
图11为实施例3中摄像镜头LA的球面像差(皱面色像差)示意图；
图12为实施例3中摄像镜头LA的倍率色像差示意图；
图13为实施例3中摄像镜头LA中像面弯曲和歪曲像差示意图；
图14为上述摄像镜头LA的具体实施例4的构成示意图；
图15为实施例4中摄像镜头LA的球面像差(皱面色像差)示意图；
图16为实施例4中摄像镜头LA的倍率色像差示意图；
图17为实施例4中摄像镜头LA中像面弯曲和歪曲像差示意图。
【具体实施方式】
参考附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、第5透镜L5。在第5透镜L5和像面之间配置有玻璃平板GF。玻璃平板GF是玻璃盖片且能够拥有IR防止滤镜功能，且玻璃平板GF设置在第5像面L5和像面之间更优。
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具有正折射率，第5透镜L5具有负折射率。为了更好补正像差问题，此5个透镜表面设计成非球面形状。
摄像镜头LA满足以下条件(1)-(4)：
0.70≦F1/F≦0.85(1)
－1.15≦(R1+R2)/(R1－R2)≦－1.00(2)
－0.55≦(R3+R4)/(R3－R4)≦－0.20(3)
0.09≦d8/F≦0.15(4)
其中：
F：全部镜头群之间的焦距
F1：第1透镜的焦距
R1：第1透镜物侧面的曲率半径
R2：第1透镜像侧面的曲率半径
R3：第2透镜物侧面的曲率半径
R4：第2透镜像侧面的曲率半径
d8：第4透镜像侧面到第5透镜物侧面之间的轴上距离。
条件(1)规定了第1透镜L1的正折射率。超过条件(1)的下限规定时，第1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1透镜L1的形状。在条件(2)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(3)规定的是第2透镜L2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，更不利于补正轴上色像差的问题。
条件(4)规定了第4透镜L4的像侧面到第5透镜L5的物面侧面之间的距离与全部透镜群焦距之间的比例。在条件(4)规定的范围外，摄像镜头很难向超薄化和广角化发展。
满足以下条件(5)：
0.12≦d6/F≦0.15(5)
其中：
F：全部镜头群之间的焦距
d6：第3透镜像侧面到第4透镜物侧面之间的轴上距离。
条件(5)规定的是第3透镜L3的像侧面到第4透镜L4物侧面之间的距离与全部透镜群的焦距之间的比例。在条件(5)规定的范围外，摄像镜头很难向超薄化和广角化发展。
第2透镜L2具有负折射率，同时满足以下条件(6)：
－2.50≦F2/F≦－1.00(6)
其中：
F：全部镜头群之间的焦距
F2：第2透镜的焦距。
条件(6)规定的是第2透镜L2的负折射率。在条件(6)的规定的范围外，随着镜头向广角和超薄化发展，很难补正轴上、轴外的色像差。
第3透镜L3具有正折射率，同时满足以下条件(7)、(8)。
F3/F≧50.00(7)
(R5+R6)/(R5－R6)≦－8.00(8)
其中：
F：全部镜头群之间的焦距
F3：第3透镜的焦距
R5：第3透镜物侧面的曲率半径
R6：第3透镜像侧面的曲率半径。
条件(7)规定的是第3透镜L3的负折射率。若能满足条件(7)，可有效提高镜头向广角化和超薄化发展，同时能更好补正轴上、轴外的色像差问题。
条件(8)规定的是第3透镜L3的形状。若能满足条件(8)，可有效提高镜头向广角化和超薄化发展。
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，所以具有优秀的光学特征且TTL(光学长度)/IH(像高)≦1.40且超薄，2ω≧78°的广角，同时Fno≦2.2且具有高通光量的摄像镜头。
实施例：
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
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：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：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像侧面到第3透镜L3物面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像侧面到第5透镜L5物侧面之间的轴上距离
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物侧面之间的轴上距离。
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：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：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(9)
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(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5透镜L5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ν。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＝83.0°、TTL/IH＝1.327、Fno＝2.05，且是由超薄、高通光量(Fno)的广角透镜组成，所以如图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5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＝80.8°、TTL/IH＝1.350、Fno＝2.05，且是由超薄、高通光量(Fno)的广角透镜组成，所以如图7-9所示，不难理解为何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5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νd。表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＝82.1°、2ω＝82.1°、TTL/IH＝1.333、Fno＝2.05，且是由超薄、高通光量(Fno)的广角透镜组成，所以如图11-13所示，不难理解为何具有优秀的光学特征。
(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5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νd。表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＝81.6°、TTL/IH＝1.344、Fno＝2.10，且透镜为超薄、高通光量的广角透镜，故如图15-17所示，不难理解为何具有优秀的光学特征。
表9中的数值分别是实施例中的各种数值、以及条件(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)、F5(mm)、TTL(mm)、LB(mm)、IH(mm)。
表9
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
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：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像侧面到第3透镜L3物面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像侧面到第5透镜L5物侧面之间的轴上距离
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物侧面之间的轴上距离。
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。

Claims (4)

1.一种摄像镜头，其特征在于：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、具有正折射率的第4透镜、具有负折射率的第5透镜，且摄像镜头具有满足条件(1)-(4)的特征，
0.70≦F1/F≦0.85(1)
－1.15≦(R1+R2)/(R1－R2)≦－1.00(2)
－0.55≦(R3+R4)/(R3－R4)≦－0.20(3)
0.09≦d8/F≦0.15(4)
其中：
F：全部镜头群之间的焦距
F1：第1透镜的焦距
R1：第1透镜物侧面的曲率半径
R2：第1透镜像侧面的曲率半径
R3：第2透镜物侧面的曲率半径
R4：第2透镜像侧面的曲率半径
d8：第4透镜像侧面到第5透镜物侧面之间的轴上距离。
2.根据权利要求1所述的摄像镜头，其特征在于：所述摄像镜头具有满足以下条件(5)的特征，
0.12≦d6/F≦0.15(5)
其中：
F：全部镜头群之间的焦距
d6：第3透镜像侧面到第4透镜物侧面之间的轴上距离。
3.根据权利要求1所述的摄像镜头，其特征在于：所述摄像镜头具有满足以下条件(6)的特征，
－2.50≦F2/F≦－1.00(6)
其中：
F：全部镜头群之间的焦距
F2：第2透镜的焦距。
4.根据权利要求1所述的摄像镜头，其特征在于：所述摄像镜头具有满足以下条件(7)和(8)的特征，
F3/F≧50.00(7)
(R5+R6)/(R5－R6)≦－8.00(8)
其中：
F：全部镜头群之间的焦距
F3：第3透镜的焦距
R5：第3透镜物侧面的曲率半径
R6：第3透镜像侧面的曲率半径。
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