CN109239888A - 摄像镜头 - Google Patents

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Abstract

本发明提供具有良好的光学特性，小型且具有高光通量的F值的4片透镜构成的摄像镜头。该摄像镜头从物体依次配置有具有正屈折力的第一透镜、具有负屈折力的第二透镜、具有正屈折力的第三透镜以及具有负屈折力的第四透镜，且满足规定的关系式。

Description

摄像镜头
技术领域
本发明涉及摄像镜头，尤其涉及适合在使用高像素CCD、CMOS等个体摄像元件的小型摄像装置、光传感器、手机用模块摄像头、WEB摄像头等中应用、具有各种像差经适当校正的良好的光学特性、小型且具有高光通量的F值(以下，设为Fno)的4片透镜构成的摄像镜头。
背景技术
近年，使用CCD，CMOS等摄像元件的各种摄像装置广泛普及。伴随这些摄像元件的小型化、高性能化，期望具有良好的光学特性、小型且具有高光通量的Fno的摄像镜头。
与具有良好的光学特性、小型且具有高光通量的Fno的4片透镜所构成的摄像镜头相关的技术开发正在不断推进。作为该4片透镜构成的摄像镜头，提出了由从物体起依次配置的、正屈折力的第一透镜、负屈折力的第二透镜，正屈折力的第三透镜以及负屈折力的第四透镜构成的摄像镜头。
相关技术所公开的摄像镜头是上述4片透镜构成的摄像镜头，但由于第二透镜、第四透镜的形状不充分，因此，Fno≥2.4的明亮度不充分。
另一相关技术所公开的摄像镜头是上述4片透镜构成的摄像镜头，但由于第四透镜的形状不充分，因此，Fno≥2.4的明亮度不充分。
发明内容
发明要解决的课题
本发明的目的是提供具有良好的光学特性、小型且具有高光通量的Fno的4片透镜构成的摄像镜头。
用于解决课题的技术方案
为了达成上述目的，对第一透镜、第二透镜的光焦度分配、第一透镜与第二透镜的焦距之比、第一透镜、第二透镜以及第四透镜的形状进行深入研究的结果是，发现能得到现有技术的课题得到改善的摄像镜头，从而实现了本发明。
本发明第一技术方案的摄像镜头从物体依次配置有具有正屈折力的第一透镜、具有负屈折力的第二透镜、具有正屈折力的第三透镜以及具有负屈折力的第四透镜，且满足下列关系式(1)～(6)：
0.50≤f1/f≤0.68 (1)
-1.50≤f2/f≤-1.30 (2)
-0.50≤f1/f2≤-0.45 (3)
-0.90≤(R1+R2)/(R1－R2)≤-0.60 (4)
0.15≤(R3+R4)/(R3－R4)≤0.85 (5)
1.10≤(R7+R8)/(R7－R8)≤3.00 (6)
其中，
f表示摄像镜头整体的焦距，
f1表示第一透镜的焦距，
f2表示第二透镜的焦距，
R1表示第一透镜的物侧面的曲率半径，
R2表示第一透镜的像侧面的曲率半径，
R3表示第二透镜的物侧面的曲率半径，
R4表示第二透镜的像侧面的曲率半径，
R7表示第四透镜的物侧面的曲率半径，
R8表示第四透镜的像侧面的曲率半径。
本发明第二技术方案的摄像镜头是在第一技术方案的基础上，满足下列关系式(7)以及(8)：
0.65≤f3/f≤1.80 (7)
2.40≤(R5+R6)/(R5－R6)≤5.00 (8)
其中，
f表示摄像镜头整体的焦距，
f3表示第三透镜的焦距，
R5表示第三透镜的物侧面的曲率半径，
R6表示第三透镜的像侧面的曲率半径。
本发明第三技术方案的摄像镜头是在第一技术方案的基础上，满足下列关系式(9)：
-1.20≤f4/f≤-0.50 (9)
其中，
f表示摄像镜头整体的焦距，
f4表示第四透镜的焦距。
本发明有益效果
根据本发明，能提供尤其适合在使用高像素用CCD、CMOS等摄像元件的手机用模块摄像头、WEB摄像头等中应用、具有良好的光学特性、小型且具有高光通量的Fno的4片透镜所构成的摄像镜头。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式所涉及的摄像镜头LA的构成的图。
图2是表示上述摄像镜头LA的具体的实施例1的构成的图。
图3是实施例1的摄像镜头LA的轴向像差图。
图4是实施例1的摄像镜头LA的倍率色差图。
图5是实施例1的摄像镜头LA的场曲以及畸变图。
图6是表示上述摄像镜头LA的具体的实施例2的构成的图。
图7是实施例2的摄像镜头LA的轴向像差图。
图8是实施例2的摄像镜头LA的倍率色差图。
图9是实施例2的摄像镜头LA的场曲以及畸变图。
具体实施方式
参照附图来说明本发明所涉及的摄像镜头的一实施方式。本发明的一实施方式的摄像镜头的构成图如图1所示。该摄像镜头LA具备从物侧朝向像侧配置有第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3以及第四透镜L4的4片结构的透镜系统。在第四透镜L4与像面之间配置玻璃平板GF。作为该玻璃平板GF，可以是盖板玻璃或具有IR截止等功能的滤光片。另外，在第四透镜L4与像面之间不配置玻璃平板GF也可以。
第一透镜L1是具有正屈折力的透镜，第二透镜L2是具有负屈折力的透镜，第三透镜L3是具有正屈折力的透镜，第四透镜L4是具有负屈折力的透镜。关于这些4片透镜的透镜表面，为了良好地校正各种像差，优选使透镜全部为非球面。
该摄像镜头LA满足下列关系式(1)～(6)：
0.50≤f1/f≤0.68 (1)
-1.50≤f2/f≤-1.30 (2)
-0.50≤f1/f2≤-0.45 (3)
-0.90≤(R1+R2)/(R1－R2)≤-0.60 (4)
0.15≤(R3+R4)/(R3－R4)≤0.85 (5)
1.10≤(R7+R8)/(R7－R8)≤3.00 (6)
其中，
f表示摄像镜头整体的焦距，
f1表示第一透镜的焦距，
f2表示第二透镜的焦距，
R1表示第一透镜的物侧面的曲率半径，
R2表示第一透镜的像侧面的曲率半径，
R3表示第二透镜的物侧面的曲率半径，
R4表示第二透镜的像侧面的曲率半径，
R7表示第四透镜的物侧面的曲率半径，
R8表示第四透镜的像侧面的曲率半径。
关系式(1)规定第一透镜L1的正屈折力。在关系式(1)的范围外时，Fno高光通量状态下难以实现小型化。
此外，进一步优选将关系式(1)的数值范围设定为以下的关系式(1-A)的数值范围。
0.63≤f1/f≤0.66(1-A)
关系式(2)规定第二透镜L2的负屈折力。在关系式(2)的范围外时，Fno高光通量状态下难以实现小型化。
此外，进一步优选将关系式(2)的数值范围设定为以下的关系式(2-A)的数值范围。
-1.38≤f2/f≤-1.32 (2-A)
关系式(3)规定第一透镜L1与第二透镜L2的焦距之比。在关系式(3)的范围外时，Fno高光通量状态下难以实现小型化。
此外，进一步优选将关系式(3)的数值范围设定为以下的关系式(3-A)的数值范围。
-0.49≤f1/f2≤-0.46 (3-A)
关系式(4)规定第一透镜L1的形状。在关系式(4)的范围外时，Fno高光通量状态下难以实现小型化。
此外，进一步优选将关系式(4)的数值范围设定为以下的关系式(4-A)的数值范围。
-0.86≤(R1+R2)/(R1－R2)≤-0.62 (4-A)
关系式(5)规定第二透镜L2的形状。在关系式(5)的范围外时，Fno高光通量状态下难以实现小型化。
此外，进一步优选将关系式(5)的数值范围设定为以下的关系式(5-A)的数值范围。
0.16≤(R3+R4)/(R3－R4)≤0.80 (5-A)
关系式(6)规定第四透镜L4的形状。在关系式(6)的范围外时，Fno高光通量状态下难以实现小型化。
此外，进一步优选将关系式(6)的数值范围设定为以下的关系式(6-A)的数值范围。
1.15≤(R7+R8)/(R7－R8)≤2.80 (6-A)
第三透镜L3是具有正屈折力的透镜，满足以下的关系式(7)以及(8)：
0.65≤f3/f≤1.80 (7)
2.40≤(R5+R6)/(R5－R6)≤5.00 (8)
其中，
f表示透镜系统整体的焦距，
f3表示第三透镜的焦距，
R5表示第三透镜的物侧面的曲率半径，
R6表示第三透镜的像侧面的曲率半径。
关系式(7)规定第三透镜L3的正屈折力。在关系式(7)的范围外时，Fno高光通量状态下难以实现小型化。
此外，进一步优选将关系式(7)的数值范围设定为以下的关系式(7-A)的数值范围。
0.70≤f3/f≤1.62 (7-A)
关系式(8)规定第三透镜L3的形状。在关系式(8)的范围外时，Fno高光通量状态下难以实现小型化。
此外，进一步优选将关系式(8)的数值范围设定为以下的关系式(8-A)的数值范围。
2.50≤(R5+R6)/(R5－R6)≤4.80 (8-A)
第四透镜L4是具有负屈折力的透镜，满足以下的关系式(9)：
-1.20≤f4/f≤-0.50 (9)
其中，
f表示透镜系统整体的焦距，
f4表示第四透镜的焦距。
关系式(9)规定第四透镜L4的正屈折力。在关系式(9)的范围外时，Fno高光通量状态下难以实现小型化。
此外，进一步优选将关系式(9)的数值范围设定为以下的关系式(9-A)的数值范围。
-1.15≤f4/f≤-0.60 (9-A)
构成摄像镜头LA的4片透镜各自满足所述构成以及关系式，从而能得到具有良好的光学特性、小型且具有高光通量的Fno的摄像镜头。
符号说明
以下，使用实施例来说明本发明的摄像镜头LA。各实施例中记载的符号如下所示。此外，距离、半径以及中心厚度的单位是mm。
f：摄像镜头LA整体的焦距；
f1：第一透镜L1的焦距；
f2：第二透镜L2的焦距；
f3：第三透镜L3的焦距；
f4：第四透镜L4的焦距；
Fno：F值；
2ω：全画角；
S1：开口光圈；
R：光学面的曲率半径，透镜的情况下为中心曲率半径；
R1：第一透镜L1的物侧面的曲率半径；
R2：第一透镜L1的像侧面的曲率半径；
R3：第二透镜L2的物侧面的曲率半径；
R4：第二透镜L2的像侧面的曲率半径；
R5：第三透镜L3的物侧面的曲率半径；
R6：第三透镜L3的像侧面的曲率半径；
R7：第四透镜L4的物侧面的曲率半径；
R8：第四透镜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：透镜的中心厚度或透镜间轴上距离；
d0：从开口光圈S1到第一透镜L1的物侧面的轴上距离；
d1：第一透镜L1的中心厚度；
d2：从第一透镜L1的像侧面到第二透镜L2的物侧面的轴上距离；
d3：第二透镜L2的中心厚度；
d4：从第二透镜L2的像侧面到第三透镜L3的物侧面的轴上距离；
d5：第三透镜L3的中心厚度；
d6：从第三透镜L3的像侧面到第四透镜L4的物侧面的轴上距离；
d7：第四透镜L4的中心厚度；
d8：从第四透镜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：从玻璃平板GF的像侧面到像面的轴上距离；
nd：d线的折射率；
n1：第一透镜L1的d线的折射率；
n2：第二透镜L2的d线的折射率；
n3：第三透镜L3的d线的折射率；
n4：第四透镜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：玻璃平板GF的阿贝数；
TTL：光学长度(从第一透镜L1的物侧面到像面的轴上距离)；
LB：从第四透镜L4的像侧面到像面的轴上距离(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 (10)
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。
为了方便，各透镜面的非球面使用了式(10)表示的非球面。然而，并不限于该式(10)的非球面多项式。
(实施例1)
图2是表示实施例1的摄像镜头LA的配置的构成图。构成实施例1的摄像镜头LA的第一透镜L1～第四透镜L4的各自的物侧以及像侧的曲率半径R、透镜的中心厚度或透镜间轴上距离d、折射率nd、阿贝数νd如表1所示，圆锥系数k、非球面系数如表2所示。
【表1】
【表2】
后述的表5示出实施例1、2的各数值以及关系式(1)～(9)所规定的参数所对应的数值。
实施例1的摄像镜头LA的轴向像差如图3所示，倍率色差如图4所示，场曲以及畸变如图5所示。此外，图5的场曲的S是弧矢像面的场曲，T是子午像面的场曲，在实施例2中也同样。关于实施例1的摄像镜头LA，如图3～5所示可知，TTL＝3.155mm，Fno＝2.05，小型高光通量，具有良好的光学特性。
(实施例2)
图6是表示实施例2的摄像镜头LA的配置的构成图。构成实施例2的摄像镜头LA的第一透镜L1～第四透镜L4的各自的物侧以及像侧的曲率半径R、透镜的中心厚度或透镜间轴上距离d、折射率nd、阿贝数νd如表3所示，圆锥系数k、非球面系数如表4所示。
【表3】
【表4】
实施例2如表5所示，满足关系式(1)～(6)。
实施例2的摄像镜头LA的轴向像差如图7所示，倍率色差如图8所示，场曲以及畸变如图9所示。实施例2的摄像镜头LA如图7～9所示可知，TTL＝3.210mm，Fno＝2.05，小型高光通量，具有良好的光学特性。
表5示出各数值实施例的各数值以及关系式(1)～(9)所规定的参数所对应的数值。此外，表5所示的各数值的单位是：2ω(°)，f(mm)，f1(mm)，f2(mm)，f3(mm)，f4(mm)，TTL(mm)，LB(mm)，IH(mm)。
【表5】
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 (3)

1.一种摄像镜头，其特征在于，从物体依次配置有具有正屈折力的第一透镜、具有负屈折力的第二透镜、具有正屈折力的第三透镜以及具有负屈折力的第四透镜，且满足下列关系式(1)～(6)：
0.50≤f1/f≤0.68 (1)
-1.50≤f2/f≤-1.30 (2)
-0.50≤f1/f2≤-0.45 (3)
-0.90≤(R1+R2)/(R1－R2)≤-0.60 (4)
0.15≤(R3+R4)/(R3－R4)≤0.85 (5)
1.10≤(R7+R8)/(R7－R8)≤3.00 (6)
其中，
f表示摄像镜头整体的焦距，
f1表示第一透镜的焦距，
f2表示第二透镜的焦距，
R1表示第一透镜的物侧面的曲率半径，
R2表示第一透镜的像侧面的曲率半径，
R3表示第二透镜的物侧面的曲率半径，
R4表示第二透镜的像侧面的曲率半径，
R7表示第四透镜的物侧面的曲率半径，
R8表示第四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关系式(7)以及(8)：
0.65≤f3/f≤1.80 (7)
2.40≤(R5+R6)/(R5－R6)≤5.00 (8)
其中，
f表示摄像镜头整体的焦距，
f3表示第三透镜的焦距，
R5表示第三透镜的物侧面的曲率半径，
R6表示第三透镜的像侧面的曲率半径。
3.根据权利要求1所述的摄像镜头，其特征在于，所述摄像镜头满足下列关系式(9)：
-1.20≤f4/f≤-0.50 (9)
其中，
f表示摄像镜头整体的焦距，
f4表示第四透镜的焦距。
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