CN105892012B - 摄像镜头 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种由4片透镜构成、具有优秀的光学特征，超薄、广角，且高通光量的摄像镜头，其从物侧开始依次配置有：正屈光度第1透镜、负屈光度第2透镜、正屈光度第3透镜、负屈光度第4透镜，并具有满足所规定条件的特征。

Description

摄像镜头
【技术领域】
本发明是涉及摄像镜头的发明。尤其涉及对于使用高像素CCD、CMOS等摄像元件的手机相机组件、WEB摄像镜头等来说非常适合。本发明的摄像镜头包含4片透镜，具有优秀的光学特征；同时是，TTL(光学长度)/IH(像高)≤1.50、超薄、全画角(以下称为2ω)在80°以上、Fno2.2以下的广角摄像镜头。
【背景技术】
近年，使用CCD和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的光学特征、超薄且高通光量的广角摄像镜头。
与具有优秀的光学特征，超薄且高通光量的4片广角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4个透镜组成，从物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、具有负屈光度的第4透镜。
专利文献1中实例1～2所公开的摄像镜头由上述4个透镜组成，但是第1透镜与第4透镜的屈光度分配以及第1透镜、第3透镜与第4透镜的形状不充分，所以TTL/LH＝1.68超薄化不足。
专利文献2中实例1～4所公开的摄像镜头由上述4个透镜组成，但是第4透镜的屈光度分配不充分，所以Fno＝2.4明亮度不足。
【现有技术参考文献】
【专利文献1】专利第5815907号
【专利文献2】专利第5667323号
【发明内容】
本发明的目的是提供由具有优秀的光学特征、超薄且高通光量的4个透镜组成的广角摄像镜头。
为达成上述目的，在对第1透镜、第4透镜的屈光度分配，第1透镜、第3透镜与第4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、具有负屈光度的第4透镜，并且满足以下条件公式(1)～(5)，
1.10≤f1/f≤1.20 (1)；
-0.55≤f4/f≤-0.30 (2)；
-2.00≤(R1+R2)/(R1-R2)≤-1.25 (3)；
1.50≤(R5+R6)/(R5-R6)≤3.00 (4)；
1.45≤(R7+R8)/(R7-R8)≤3.00 (5)；
其中，
f：摄像镜头整体的焦点距离；
f1：第1透镜的焦点距离；
f4：第4透镜的焦点距离；
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；
R5：第3透镜的物侧面的曲率半径；
R6：第3透镜的像侧面的曲率半径；
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。
作为本发明的一种改进，所述摄像镜头还满足以下条件公式(6)，
0.40≤f3/f≤0.50 (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。
本发明的有益效果在于：根据本发明的摄像镜头由4片透镜组成，具有优秀的光学特性，超薄、广角且高通光量，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为上述摄像镜头LA的具体实例1的构成展示图。
图3为实例1中摄像镜头LA的轴向像差展示图。
图4为实例1中摄像镜头LA的垂轴色差展示图
图5为实例1中摄像镜头LA中场曲和畸变展示图
图6为上述摄像镜头LA的具体实例2的构成展示图。
图7为实例2中摄像镜头LA的轴向像差展示图。
图8为实例2中摄像镜头LA的垂轴色差展示图
图9为实例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示出本发明一实施方式的摄像镜头的构成图。该摄像镜头LA是由6个透镜组成，从物侧到成像面侧依次配置第1透镜L1、第2透镜L2、第3透镜L3、第4透镜L4。在第4透镜L4和成像面之间，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。在第4镜头L4和成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具有负屈光度。为能较好补正像差问题，最好将这4个透镜表面设计为非球面形状。
摄像镜头LA是满足以下条件公式(1)～(5)的摄像镜头，
1.10≤f1/f≤1.20 (1)
-0.55≤f4/f≤-0.30 (2)
-2.00≤(R1+R2)/(R1-R2)≤-1.25 (3)
1.50≤(R5+R6)/(R5-R6)≤3.00 (4)
1.45≤(R7+R8)/(R7-R8)≤3.00 (5)
其中，
f：摄像镜头整体的焦点距离
f1：第1透镜L1的焦点距离
f4：第4透镜L4的焦点距离
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
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。
条件公式(1)规定了第1透镜的正屈光度。当超过条件公式(1)的下限规定时，第1透镜的正屈光度会过强，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透镜的正屈光度会过弱，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，
1.11≤f1/f≤1.20 (1-A)。
条件公式(2)规定了第4透镜L4的负屈光度。在条件公式(2)的范围外，难以向Fno≤2.2的广角、超薄化发展。
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，
-0.53≤f4/f≤-0.45 (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，难以向Fno≤2.2的广角、超薄化发展。
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，
-1.45≤(R1+R2)/(R1-R2)≤-1.30 (3-A)。
条件公式(4)规定了第3透镜L3的形状。在条件公式(4)的范围外，难以向Fno≤2.2的广角、超薄化发展。
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，
1.70≤(R5+R6)/(R5-R6)≤2.20 (4-A)。
条件公式(5)规定了第4透镜L4的形状。在条件公式(5)的范围外，难以向Fno≤2.2的广角、超薄化发展。
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，
1.55≤(R7+R8)/(R7-R8)≤2.00 (5-A)。
第3透镜L3是具有正屈光度的透镜，满足以下条件公式(6)，
0.40≤f3/f≤0.50 (6)；
其中，
f：摄像镜头整体的焦点距离；
f3：第3透镜L3的焦点距离。
条件公式(6)规定了第3透镜L3的正屈光度。当超过下限规定时，第3透镜的正屈光度会过强，由于高次像差的问题，第3透镜的轴上偏芯等造成的成像面变动会变大；相反，当超过上限规定时，第3透镜的正屈光度会过弱，难以向超薄化发展。
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，
0.44≤f3/f≤0.49 (6-A)。
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公式，所以制造出具有优秀的光学特征、TTL(光学长度)/IH(像高)≤1.50、超薄、广角2ω≥80°、Fno≤2.2高通光量的由4个透镜组成的摄像镜头成为可能。
下面将用实例进行说明本发明的摄像镜头LA。各实例中所记载的符号如下所示。距离、半径与中心厚度的单位为mm。
f：摄像镜头LA整体的焦点距离；
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：玻璃平板GF的物侧面的曲率半径；
R10：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的像侧面到玻璃平板GF的物侧面的轴上距离；
d9：玻璃平板GF的中心厚度；
d10：玻璃平板GF的像侧面到成像面的轴上距离；
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：玻璃平板GF的d线的折射率；
vd：阿贝数；
v1：第1透镜L1的阿贝数；
v2：第2透镜L2的阿贝数；
v3：第3透镜L3的阿贝数；
v4：第4透镜L4的阿贝数；
v5：玻璃平板GF的阿贝数；
TTL：光学长度(第1透镜L1的物侧面到成像面的轴上距离)；
LB：第4透镜L4的像侧面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 (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。
(实例1)
图2是实例1中摄像镜头LA的配置构成图。表1的数据有：实例1中构成摄像镜头LA的第1透镜L1～第4透镜L4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距离d、折射率nd、阿贝数vd。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5示出各实例1、2中各种数值与条件公式(1)～(6)中已规定的参数所对应的值。
如表5所示，实例1满足条件公式(1)～(6)。
实例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是弧矢方向的场曲，T是子午方向的场曲。在实例2中也是如此。如图3～5所示，实例1中摄像镜头LA的2ω＝86.6°、TTL/IH＝1.446、Fno＝2.19，且为超薄、高通光量的广角镜头，这就不难理解为何具有优秀的光学特征。
(实例2)
图6是实例2中摄像镜头LA的配置构成图。表3显示的是构成实例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距离d、折射率nd、阿贝数vd。表4显示的是圆锥系数k和非球面系数。
【表3】
【表4】
如表5所示，实例2满足条件公式(1)～(6)。
实例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，实例2中摄像镜头LA的全画角2ω＝87.0°，TTL/IH＝1.439、Fno＝2.19，且为超薄、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。
表5示出各实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5】
实例1 实例2 备注
f1/f 1.170 1.173 条件式(1)
f4/f -0.522 -0.522 条件式(2)
(R1+R2)/(R1-R2) -1.343 -1.336 条件式(3)
(R5+R6)/(R5-R6) 1.762 1.761 条件式(4)
(R7+R8)/(R7-R8) 1.772 1.770 条件式(5)
f3/f 0.478 0.480 条件式(6)
Fno 2.19 2.19
2ω 86.6 87.0
f 2.410 2.404
f1 2.820 2.820
f2 -7.267 -7.369
f3 1.152 1.153
f4 -1.258 -1.256
TTL 3.321 3.305
LB 1.176 1.159
IH 2.297 2.297
TTL/IH 1.446 1.439
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 (2)

1.一种摄像镜头,从物侧开始依次配置有: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、具有负屈光度的第4透镜,其特征在于：所述摄像镜头满足以下条件公式(1)～(5),
1.10≦f1/f≦1.20 (1)；
-0.55≦f4/f≦-0.30 (2)；
-2.00≦(R1+R2)/(R1-R2)≦-1.25 (3)；
1.50≦(R5+R6)/(R5-R6)≦3.00 (4)；
1.45≦(R7+R8)/(R7-R8)≦3.00 (5)；
其中,
f:摄像镜头整体的焦点距离；
f1:第1透镜的焦点距离；
f4:第4透镜的焦点距离；
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；
R5:第3透镜的物侧面的曲率半径；
R6:第3透镜的像侧面的曲率半径；
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。
2.根据权利要求1所述的摄像镜头,其特征在于:满足下列条件公式(6),
0.40≦f3/f≦0.50 (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。
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