【发明内容】
针对上述问题,本发明的目的在于提供一种摄像光学镜头,其具有良好光学性能的同时,满足大光圈、超薄化、广角化的设计要求。
为解决上述技术问题,本发明的实施方式提供了一种所述摄像光学镜头,自物侧至像侧依序包含: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;
所述摄像光学镜头的焦距为f,所述第一透镜的焦距为f1,所述第一透镜物侧面的曲率半径为R1,所述第一透镜像侧面的曲率半径为R2,所述第二透镜物侧面的曲率半径为R3,所述第二透镜像侧面的曲率半径为R4,满足下列关系式:
0.15≤R1/R2≤0.22;
-1.05≤R3/R4≤-0.85;
1.18≤f1/f≤1.30。
优选的,所述第一透镜像侧面到所述第二透镜物侧面的轴上距离为d2,所述第二透镜的轴上厚度为d3,满足下列关系式:
1.10≤d3/d2≤1.40。
优选的,所述第三透镜像侧面到所述第四透镜物侧面的轴上距离为d6,满足下列关系式:
0.05≤d6/f≤0.10。
优选的,所述第一透镜的轴上厚度为d1,所述摄像光学镜头的光学总长为TTL,满足下列关系式:
-3.12≤(R1+R2)/(R1-R2)≤-0.92;
0.07≤d1/TTL≤0.24。
优选的,所述第二透镜的焦距为f2,所述第二透镜的轴上厚度为d3,所述摄像光学镜头的光学总长为TTL,且满足下列关系式:
-4.54≤f2/f≤-1.42;
-0.15≤(R3+R4)/(R3-R4)≤0.02;
0.04≤d3/TTL≤0.16。
优选的,所述第三透镜的焦距为f3,所述第三透镜物侧面的曲率半径为R5,所述第三透镜像侧面的曲率半径为R6,所述第三透镜的轴上厚度为d5,所述摄像光学镜头的光学总长为TTL,且满足下列关系式:
0.39≤f3/f≤1.16;
0.67≤(R5+R6)/(R5-R6)≤2.33;
0.08≤d5/TTL≤0.27。
优选的,所述第四透镜的焦距为f4,所述第四透镜物侧面的曲率半径为R7,所述第四透镜像侧面的曲率半径为R8,所述第四透镜的轴上厚度为d7,所述摄像光学镜头的光学总长为TTL,且满足下列关系式:
-2.21≤f4/f≤-0.63;
1.09≤(R7+R8)/(R7-R8)≤3.91;
0.06≤d7/TTL≤0.19。
优选的,所述摄像光学镜头的光学总长为TTL,所述摄像光学镜头的像高为IH,满足下列关系式:
TTL/IH≤1.59。
优选的,所述摄像光学镜头的光圈F数小于或等于1.86。
优选的,所述第一透镜和所述第二透镜的组合焦距为f12,满足下列关系式:
1.00≤f12/f≤3.39。
本发明的有益效果在于:根据本发明的摄像光学镜头具有良好光学性能,且具有大光圈、广角化、超薄化的特性,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。
【具体实施方式】
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而,本领域的普通技术人员可以理解,在本发明各实施方式中,为了使读者更好地理解本发明而提出了许多技术细节。但是,即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改,也可以实现本发明所要求保护的技术方案。
(第一实施方式)
请参考附图,本发明提供了一种摄像光学镜头10。图1所示为本发明第一实施方式的摄像光学镜头10,该摄像光学镜头10包括四个透镜。具体的,所述摄像光学镜头10,由物侧至像侧依序包括:光圈S1、第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3以及第四透镜L4。第四透镜L4和像面Si之间可设置有光学过滤片(filter)GF等光学元件。
在本实施方式中,第一透镜L1具有正屈折力,第二透镜L2具有负屈折力,第三透镜L3具有正屈折力,第四透镜L4具有负屈折力。
在本实施方式中,定义所述第一透镜L1物侧面的曲率半径为R1,所述第一透镜L1像侧面的曲率半径为R2,满足下列关系式:0.15≤R1/R2≤0.22;规定了第一透镜L1的形状,在此条件范围内时,有利于补正轴上色像差。
定义所述第二透镜L2物侧面的曲率半径为R3,所述第二透镜L2像侧面的曲率半径为R4,满足下列关系式:-1.05≤R3/R4≤-0.85;规定了第二透镜L2的形状,在此条件范围内时,有利于第二透镜成型,并避免因表面曲率过大而导致成型不良与应力产生。
定义所述摄像光学镜头10的焦距为f,所述第一透镜L1的焦距为f1,满足下列关系式:1.18≤f1/f≤1.30;规定了所述第一透镜L1的焦距与所述摄像光学镜头10的焦距的比值,可以有效地平衡系统的球差以及场曲量。
定义所述第一透镜L1像侧面到所述第二透镜L2物侧面的轴上距离为d2,所述第二透镜L2的轴上厚度为d3,满足下列关系式:1.10≤d3/d2≤1.40;规定了所述第二透镜L2的轴上厚度与所述第一透镜L1像侧面到所述第二透镜L2物侧面的轴上距离的比值,在条件式范围内有助于压缩光学系统总长,实现超薄化效果。
定义所述第三透镜L3像侧面到所述第四透镜L4物侧面的轴上距离为d6,满足下列关系式:0.05≤d6/f≤0.10;规定了所述第三透镜L3像侧面到所述第四透镜L4物侧面的轴上距离与所述摄像光学镜头10的焦距的比值,有利于在超薄化的情况下提高系统像质。
定义所述第一透镜L1物侧面的曲率半径为R1,所述第一透镜L1像侧面的曲率半径为R2,满足下列关系式:-3.12≤(R1+R2)/(R1-R2)≤-0.92;合理控制第一透镜L1的形状,使得第一透镜L1能够有效地校正系统球差。
所述光学摄像镜头10的光学总长为TTL,所述第一透镜L1的轴上厚度为d1,满足下列关系式:0.07≤d1/TTL≤0.24,有利于实现超薄化。
定义所述第二透镜L2的焦距为f2,满足下列关系式:-4.54≤f2/f≤-1.42,通过将第二透镜L2的负光焦度控制在合理范围,有利于矫正光学系统的像差。
所述第二透镜L2物侧面的曲率半径为R3,所述第二透镜L2像侧面的曲率半径为R4,满足下列关系式:-0.15≤(R3+R4)/(R3-R4)≤0.02;规定了所述第二透镜L2的形状,在范围内时,随着超薄化、广角化的发展,有利于补正轴上色像差问题。
所述第二透镜L2的轴上厚度为d3,满足下列关系式:0.04≤d3/TTL≤0.16,有利于实现超薄化。
定义所述第三透镜L3的焦距为f3,满足下列关系式:0.39≤f3/f≤1.16,通过光焦度的合理分配,使得系统具有较佳的成像品质和较低的敏感性。
所述第三透镜L3物侧面的曲率半径为R5,以及所述第三透镜L3像侧面的曲率半径为R6,满足下列关系式:0.67≤(R5+R6)/(R5-R6)≤2.33;规定了第三透镜的形状,在条件式规定范围内,有利于第三透镜L3成型,并避免因第三透镜L3的表面曲率过大而导致成型不良与应力产生。
所述第三透镜L3的轴上厚度为d5,满足下列关系式:0.08≤d5/TTL≤0.27,有利于实现超薄化。
定义所述第四透镜L4的焦距为f4,满足下列关系式:-2.21≤f4/f≤-0.63通过光焦度的合理分配,使得系统具有较佳的成像品质和较低的敏感性。
所述第四透镜L4物侧面的曲率半径为R7,所述第四透镜L4像侧面的曲率半径为R8,满足下列关系式:1.09≤(R7+R8)/(R7-R8)≤3.91;规定了第四透镜L4的形状,在条件式规定范围内,在范围内时,随着超薄化、广角化的发展,有利于补正轴外画角的像差等问题。
所述第四透镜L4的轴上厚度为d7,满足下列关系式:0.06≤d7/TTL≤0.19,有利于实现超薄化。
进一步的,定义所述摄像光学镜头10的光学总长为TTL,所述摄像光学镜头10的像高为IH,满足下列关系式:TTL/IH≤1.59,有利于实现超薄化。
所述摄像光学镜头10的光圈F数小于或等于1.86,有利于实现大光圈,使得成像性能好。
定义所述第一透镜L1和所述第二透镜L2的组合焦距为f12,满足下列关系式:1.00≤f12/f≤3.39;在条件范围内,可消除所述摄像光学镜头10的像差与歪曲,且可压制摄像光学镜头后焦距,维持影像镜片系统组小型化。
当满足上述关系,使得摄像光学镜头10实现了在具有良好光学成像性能的同时,还能满足大光圈、超薄化、广角化的设计要求;根据该光学镜头10的特性,该光学镜头10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。
下面将用实例进行说明本发明的摄像光学镜头10。各实例中所记载的符号如下所示。焦距、轴上距离、曲率半径、轴上厚度、反曲点位置、驻点位置的单位为mm。
TTL:光学总长(第一透镜L1的物侧面到成像面的轴上距离),单位为mm;
优选的,所述透镜的物侧面和/或像侧面上还可以设置有反曲点和/或驻点,以满足高品质的成像需求,具体的可实施方案,参下所述。
表1、表2示出本发明第一实施方式的摄像光学镜头10的设计数据。【表1】
其中,各符号的含义如下。
S1: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:光学过滤片GF的物侧面的曲率半径;
R10:光学过滤片GF的像侧面的曲率半径;
d:透镜的轴上厚度与透镜之间的轴上距离;
d0:光圈S1到第一透镜L1的物侧面的轴上距离;
d1:第一透镜L1的轴上厚度;
d2: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的轴上厚度;
d4: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的轴上厚度;
d6: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的轴上厚度;
d8:第四透镜L4的像侧面到光学过滤片GF的物侧面的轴上距离;
d9:光学过滤片GF的轴上厚度;
d10:光学过滤片GF的像侧面到像面的轴上距离;
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;
ndg:光学过滤片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;
νg:光学过滤片GF的阿贝数。
表2示出本发明第一实施方式的摄像光学镜头10中各透镜的非球面数据。
【表2】
其中,k是圆锥系数,A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18、A20是非球面系数。
y=(x2/R)/{1+[1-(k+1)(x2/R2)]1/2}+A4x4+A6x6+A8x8+A10x10+A12x12+A14x14+A16x16+A18x18+A20x20 (1)
为方便起见,各个透镜面的非球面使用上述公式(1)中所示的非球面。但是,本发明不限于该公式(1)表示的非球面多项式形式。
表3、表4示出本发明第一实施方式的摄像光学镜头10中各透镜的反曲点以及驻点设计数据。其中,P1R1、P1R2分别代表第一透镜L1的物侧面和像侧面,P2R1、P2R2分别代表第二透镜L2的物侧面和像侧面,P3R1、P3R2分别代表第三透镜L3的物侧面和像侧面,P4R1、P4R2分别代表第四透镜L4的物侧面和像侧面。“反曲点位置”栏位对应数据为各透镜表面所设置的反曲点到摄像光学镜头10光轴的垂直距离。“驻点位置”栏位对应数据为各透镜表面所设置的驻点到摄像光学镜头10光轴的垂直距离。
【表3】
|
反曲点个数 |
反曲点位置1 |
反曲点位置2 |
反曲点位置3 |
P1R1 |
1 |
0.635 |
0 |
0 |
P1R2 |
1 |
0.255 |
0 |
0 |
P2R1 |
1 |
0.705 |
0 |
0 |
P2R2 |
2 |
0.255 |
0.725 |
0 |
P3R1 |
3 |
0.655 |
0.705 |
1.015 |
P3R2 |
2 |
0.705 |
1.115 |
0 |
P4R1 |
2 |
0.285 |
1.025 |
0 |
P4R2 |
1 |
0.485 |
0 |
0 |
【表4】
|
驻点个数 |
驻点位置1 |
驻点位置2 |
P1R1 |
0 |
0 |
0 |
P1R2 |
1 |
0.405 |
0 |
P2R1 |
0 |
0 |
0 |
P2R2 |
2 |
0.435 |
0.815 |
P3R1 |
0 |
0 |
0 |
P3R2 |
0 |
0 |
0 |
P4R1 |
2 |
0.615 |
1.385 |
P4R2 |
1 |
1.395 |
0 |
图2、图3分别示出了波长为435nm、486nm、546nm、587nm和656nm的光经过第一实施方式的摄像光学镜头10后的轴向像差和倍率色差示意图。图4则示出了波长为546nm的光经过第一实施方式的摄像光学镜头10后的场曲及畸变示意图,图4的场曲S是弧矢方向的场曲,T是子午方向的场曲。
后出现的表13示出各实施方式一、二、三中各种数值与条件式中已规定的参数所对应的值。
如表13所示,第一实施方式满足各条件式。
在本实施方式中,所述摄像光学镜头的入瞳直径为1.370mm,全视场像高为2.300mm,对角线方向的视场角为82.80°,使得所述摄像光学镜头10广角化、超薄化,其轴上、轴外色像差充分补正,且具有优秀的光学特征。
(第二实施方式)
第二实施方式与第一实施方式基本相同,符号含义与第一实施方式相同,该第二实施方式的摄像光学镜头20的结构形式请参图5所示,以下只列出不同点。
表5、表6示出本发明第二实施方式的摄像光学镜头20的设计数据。【表5】
表6示出本发明第二实施方式的摄像光学镜头20中各透镜的非球面数据。
【表6】
表7、表8示出本发明第二实施方式的摄像光学镜头20中各透镜的反曲点以及驻点设计数据。
【表7】
|
反曲点个数 |
反曲点位置1 |
反曲点位置2 |
P1R1 |
1 |
0.635 |
0 |
P1R2 |
1 |
0.255 |
0 |
P2R1 |
1 |
0.715 |
0 |
P2R2 |
2 |
0.215 |
0.735 |
P3R1 |
2 |
0.495 |
0.865 |
P3R2 |
2 |
0.685 |
1.105 |
P4R1 |
2 |
0.305 |
1.045 |
P4R2 |
2 |
0.495 |
2.065 |
【表8】
图6和图7分别示出了波长为435nm、486nm、546nm、587nm和656nm的光经过第二实施方式的摄像光学镜头20后的轴向像差和倍率色差示意图。图8则示出了波长为546nm的光经过第二实施方式的摄像光学镜头20后的场曲及畸变示意图,图8的场曲S是弧矢方向的场曲,T是子午方向的场曲。
以下表13按照上述条件式列出了本实施方式中对应各条件式的数值。显然,本实施方式的摄像光学镜头20满足上述的条件式。
在本实施方式中,所述摄像光学镜头20的入瞳直径为1.374mm,全视场像高为2.300mm,对角线方向的视场角为83.00°,使得所述摄像光学镜头20广角化、超薄化,其轴上、轴外色像差充分补正,且具有优秀的光学特征。
(第三实施方式)
第三实施方式与第一实施方式基本相同,符号含义与第一实施方式相同,该第三实施方式的摄像光学镜头30的结构形式请参图9所示,以下只列出不同点。
表9、表10示出本发明第三实施方式的摄像光学镜头30的设计数据。【表9】
表10示出本发明第三实施方式的摄像光学镜头30中各透镜的非球面数据。
【表10】
表11、表12示出本发明第三实施方式的摄像光学镜头30中各透镜的反曲点以及驻点设计数据。
【表11】
【表12】
|
驻点个数 |
驻点位置1 |
驻点位置2 |
P1R1 |
0 |
0 |
0 |
P1R2 |
1 |
0.365 |
0 |
P2R1 |
0 |
0 |
0 |
P2R2 |
2 |
0.475 |
0.845 |
P3R1 |
0 |
0 |
0 |
P3R2 |
0 |
0 |
0 |
P4R1 |
2 |
0.585 |
1.405 |
P4R2 |
1 |
1.595 |
0 |
图10和图11分别示出了波长为435nm、486nm、546nm、587nm和656nm的光经过第三实施方式的摄像光学镜头30后的轴向像差和倍率色差示意图。图12则示出了波长为546nm的光经过第三实施方式的摄像光学镜头30后的场曲及畸变示意图,图12的场曲S是弧矢方向的场曲,T是子午方向的场曲。
以下表13按照上述条件式列出了本实施方式中对应各条件式的数值。显然,本实施方式的摄像光学镜头30满足上述的条件式。
在本实施方式中,所述摄像光学镜头30的入瞳直径为1.376mm,全视场像高为2.300mm,对角线方向的视场角为82.80°,使得所述摄像光学镜头30广角化、超薄化,其轴上、轴外色像差充分补正,且具有优秀的光学特征。
【表13】
本领域的普通技术人员可以理解,上述各实施方式是实现本发明的具体实施方式,而在实际应用中,可以在形式上和细节上对其作各种改变,而不偏离本发明的精神和范围。