CN110471169B - 摄像镜头 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有良好的光学特性且窄角的包含5片透镜的摄像镜头。本发明的摄像镜头的特征在于，从物侧起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、具有正屈折力的第四透镜以及具有正屈折力的第五透镜，并且满足给定的条件式。

Description

摄像镜头
技术领域
本发明是涉及摄像镜头的发明。本发明特别涉及一种适于使用了高像素用CCD、CMOS等摄像元件的便携用模块照相机、WEB照相机等的、具有良好的光学特性且全视场角(以下，设为2ω)为20°以下的窄角的包含5片透镜的摄像镜头。
背景技术
近年来，使用了CCD或CMOS等摄像元件的各种摄像装置正在广泛普及。随着这些摄像元件的小型化、高性能化，要求具有良好的光学特性且窄角的摄像镜头。
与窄角且具有良好的光学特性的由5片透镜构成的摄像镜头相关的技术开发正在不断推进。
专利文献1的实施例所公开的摄像镜头为从物侧起依次由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、具有负屈折力的第四透镜以及具有负屈折力的第五透镜这5片透镜构成的摄像镜头，但是2ω＝51.75°，窄角化不充分。
专利文献2的实施例所公开的摄像镜头为从物侧起依次由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、具有负屈折力的第四透镜以及具有负屈折力的第五透镜这5片透镜构成的摄像镜头，但是2ω≥37.00°，窄角化不充分。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2018-097330号公报
专利文献2：日本特许第6228305号
发明内容
(发明要解决的课题)
本发明的目的在于，提供一种窄角且具有良好的光学特性的包含5片透镜的摄像镜头。
为了实现上述目的，从物侧起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、具有正屈折力的第四透镜以及具有正屈折力的第五透镜，并且对从第一透镜的像侧面到第二透镜的物侧面的轴上距离与透镜系统整体的焦点距离之比、以及第二透镜的中心厚度与从第一透镜的像侧面到第二透镜的物侧面的轴上距离之比进行了深入了的研究，结果发现得到能够改善现有技术的问题的摄像镜头，从而完成了本发明。
(用于解决课题的技术方案)
第一方式涉及的摄像镜头从物侧起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、具有正屈折力的第四透镜以及具有正屈折力的第五透镜，并且满足以下的条件式(1)～(2)：
0.08≤d2/f≤0.12 (1)
0.15≤d3/d2≤0.45 (2)
其中，
f为透镜系统整体的焦点距离，
d2为从第一透镜的像侧面到第二透镜的物侧面的轴上距离，
d3为第二透镜的中心厚度。
第二方式涉及的摄像镜头是在上述第一方式所述的摄像镜头的基础上，满足以下的条件式(3)：
-2.00≤f1/f2≤-1.45 (3)
其中，
f1为第一透镜的焦点距离，
f2为第二透镜的焦点距离。
第三方式涉及的摄像镜头是在上述第一方式所述的摄像镜头的基础上，满足以下的条件式(4)：
-0.20≤R1/R2≤-0.08 (4)
其中，
R1为第一透镜的物侧面的曲率半径，
R2为第一透镜的像侧面的曲率半径。
第四方式涉及的摄像镜头是在上述第一方式所述的摄像镜头的基础上，满足以下的条件式(5)：
0.10≤R3/R4≤0.25 (5)
其中，
R3为第二透镜的物侧面的曲率半径，
R4为第二透镜的像侧面的曲率半径。
第五方式涉及的摄像镜头是在上述第一方式所述的摄像镜头的基础上，满足以下的条件式(6)：
-0.35≤R5/R6≤-0.05 (6)
其中，
R5为第三透镜的物侧面的曲率半径，
R6为第三透镜的像侧面的曲率半径。
(发明效果)
根据本发明，能够提供一种包含5片透镜的摄像镜头，其特别适于使用了高像素用CCD、CMOS等摄像元件的便携用模块照相机、WEB照相机等，窄角并且具有良好的光学特性。
附图说明
图1为示出本发明的一实施方式所涉及的摄像镜头LA的结构的图。
图2为示出上述摄像镜头LA的具体实施例1的结构的图。
图3为实施例1的摄像镜头LA的球差图。
图4为实施例1的摄像镜头LA的倍率色差图。
图5为实施例1的摄像镜头LA的场曲以及畸变图。
图6为示出上述摄像镜头LA的具体实施例2的结构的图。
图7为实施例2的摄像镜头LA的球差图。
图8为实施例2的摄像镜头LA的倍率色差图。
图9为实施例2的摄像镜头LA的场曲以及畸变图。
图10为示出上述摄像镜头LA的具体实施例3的结构的图。
图11为实施例3的摄像镜头LA的球差图。
图12为实施例3的摄像镜头LA的倍率色差图。
图13为实施例3的摄像镜头LA的场曲以及畸变图。
图14为示出上述摄像镜头LA的具体实施例4的结构的图。
图15为实施例4的摄像镜头LA的球差图。
图16为实施例4的摄像镜头LA的倍率色差图。
图17为实施例4的摄像镜头LA的场曲以及畸变图。
图18为示出上述摄像镜头LA的具体实施例5的结构的图。
图19为实施例5的摄像镜头LA的球差图。
图20为实施例5的摄像镜头LA的倍率色差图。
图21为实施例5的摄像镜头LA的场曲以及畸变图。
具体实施方式
参照附图对本发明所涉及的摄像镜头的一个实施方式进行说明。图1中示出本发明的一个实施方式的摄像镜头的结构图。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、第四透镜L4以及第五透镜L5的5片结构的透镜系统。在第五透镜L5与像面之间，配置有玻璃平板GF1以及GF2。作为该玻璃平板GF1以及GF2，能够使用盖玻片或具有IR截止滤光片等的功能的玻璃平板。另外，在第五透镜L5与像面之间不配置玻璃平板GF1及GF2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是具有正屈折力的透镜，第五透镜L5是具有正屈折力的透镜。为了良好地校正各像差，更优选将上述5片透镜的透镜表面都设为非球面。
该摄像镜头LA为满足以下的条件式(1)～(2)的摄像镜头。
0.08≤d2/f≤0.12 (1)
0.15≤d3/d2≤0.45 (2)
其中，
f为透镜系统整体的焦点距离，
d2为从第一透镜的像侧面到第二透镜的物侧面的轴上距离，
d3为第二透镜的中心厚度。
条件式(1)对从第一透镜L1的像侧面到第二透镜L2的物侧面的轴上距离d2与透镜系统整体的焦点距离f之比进行规定。在条件式(1)的范围内，更有利于实现具有良好的光学特性的窄角化。
条件式(2)对第二透镜L2的中心厚度d3与从第一透镜L1的像侧面到第二透镜L2的物侧面的轴上距离d2之比进行规定。在条件式(2)的范围内，更有利于实现具有良好的光学特性的窄角化。
在本实施方式的摄像镜头中，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，并且满足以下的条件式(3)。
-2.00≤f1/f2≤-1.45 (3)
其中，
f1为第一透镜的焦点距离，
f2为第二透镜的焦点距离。
条件式(3)对第一透镜L1的焦点距离f1与第二透镜L2的焦点距离f2之比进行规定。在条件式(3)的范围内，更有利于实现具有良好的光学特性的窄角化。
在本实施方式的摄像镜头中，第一透镜L1是具有正屈折力的透镜，并且满足以下的条件式(4)。
-0.20≤R1/R2≤-0.08 (4)
其中，
R1为第一透镜的物侧面的曲率半径，
R2为第一透镜的像侧面的曲率半径。
条件式(4)对第一透镜L1的物侧面的曲率半径R1与第一透镜L1的像侧面的曲率半径R2之比进行规定。在条件式(4)的范围内，更有利于实现具有良好的光学特性的窄角化。
在本实施方式的摄像镜头中，第二透镜L2是具有负屈折力的透镜，并且满足以下的条件式(5)。
0.10≤R3/R4≤0.25 (5)
其中，
R3为第二透镜的物侧面的曲率半径，
R4为第二透镜的像侧面的曲率半径。
条件式(5)对第二透镜L2的物侧面的曲率半径R3与第二透镜L2的像侧面的曲率半径R4之比进行规定。在条件式(5)的范围内，更有利于实现具有良好的光学特性的窄角化。
在本实施方式的摄像镜头中，第三透镜L3是具有负屈折力的透镜，并且满足以下的条件式(6)。
-0.35≤R5/R6≤-0.05 (6)
其中，
R5为第三透镜的物侧面的曲率半径，
R6为第三透镜的像侧面的曲率半径。
条件式(6)对第三透镜L3的物侧面的曲率半径R5与第三透镜L3的像侧面的曲率半径R6之比进行规定。在条件式(6)的范围内，更有利于实现具有良好的光学特性的窄角化。
构成摄像镜头LA的5片透镜分别满足上述的结构以及条件式，由此能够得到窄角且具有良好的光学特性的摄像镜头。
【实施例】
f：摄像镜头LA整体的焦点距离；
f1：第一透镜L1的焦点距离；
f2：第二透镜L2的焦点距离；
f3：第三透镜L3的焦点距离；
f4：第四透镜L4的焦点距离；
f5：第五透镜L5的焦点距离；
Fno：F值；
2ω：全视场角；
STOP：开口光圈
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：第五透镜L5的物侧面的曲率半径；
R10：第五透镜L5的像侧面的曲率半径；
R11：玻璃平板GF1的物侧面的曲率半径；
R12：玻璃平板GF1的像侧面的曲率半径；
R13：玻璃平板GF2的物侧面的曲率半径；
R14：玻璃平板GF2的像侧面的曲率半径；
d：透镜的中心厚度或透镜间距离
d1：第一透镜L1的中心厚度；
d2：从第一透镜L1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的像侧面到第五透镜L5的物侧面的轴上距离；
d9：第五透镜L5的中心厚度；
d10：从第五透镜L5的像侧面到玻璃平板GF1的物侧面的轴上距离；
d11：玻璃平板GF1的中心厚度；
d12：从玻璃平板GF1的像侧面到玻璃平板GF2的物侧面的轴上距离；
d13：玻璃平板GF2的中心厚度；
d14：从玻璃平板GF2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；
nd5：第五透镜L5的d线的折射率；
nd6：玻璃平板GF1的d线的折射率；
nd7：玻璃平板GF2的d线的折射率；
ν：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：第五透镜L5的阿贝数；
ν6：玻璃平板GF1的阿贝数；
ν7：玻璃平板GF2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：从第五透镜L5的像侧面到像面的轴上距离(包括玻璃平板GF1以及CF2的厚度在内)
IH：像高
y＝(x2/R)/[1+{1-(k+1)(x2/R2)}1/2] +A4x4+A6x6+A8x8+A10x10+A12x12+A14x14 (7)
其中，R为轴上的曲率半径，k为圆锥系数，A4、A6、A8、A10、A12、A14为非球面系数。
为了方便起见，各个透镜面的非球面使用上述公式(7)中所示的非球面。但是，本发明并不特别限定于该公式(7)的非球面多项式。
(实施例1)
图2为示出实施例1的摄像镜头LA的配置的结构图。表1示出构成实施例1的摄像镜头LA的第一透镜L1～第五透镜L5各自的物侧以及像侧的曲率半径R、透镜中心厚度或透镜间距离d、折射率nd、阿贝数ν，表2示出圆锥系数k、非球面系数，表3示出2ω、Fno、f、f1、f2、f3、f4、f5、TTL、IH。
【表1】
Figure BDA0002173530010000101
【表2】
Figure BDA0002173530010000111
【表3】
2ω(°) 18.00
Fno 2.50
f(mm) 16.444
f1(mm) 9.865
f2(mm) -6.576
f3(mm) 26.254
f4(mm) 50.200
f5(mm) 53.429
TTL(mm) 20.367
LB(mm) 9.274
IH(mm) 2.619
后面出现的表16示出了实施例1～5的与由条件式(1)～(6)规定的参数对应的值。
实施例1如表16所示，满足条件式(1)～(6)。
图3示出了实施例1的摄像镜头LA的球差，图4示出了倍率色差，图5示出了场曲及畸变。另外，图5的场曲S是相对于弧矢像面的场曲，T是相对于子午像面的场曲，在实施例2～5中也同样如此。如表3所示可知，实施例1的摄像镜头LA为窄角，并且如图3～图5所示可知，实施例1的摄像镜头LA具有良好的光学特性。
(实施例2)
图6为表示实施例2的摄像镜头LA的配置的结构图。表4示出了构成实施例2的摄像镜头LA的第一透镜L1～第五透镜L5各自的物侧及像侧的曲率半径R、透镜中心厚度或透镜间距离d、折射率nd、阿贝数v，表5示出了圆锥系数k、非球面系数，表6示出了2ω、Fno、f、f1、f2、f3、f4、f5、TTL、IH。
【表4】
Figure BDA0002173530010000131
【表5】
Figure BDA0002173530010000141
【表6】
2ω(°) 18.00
Fno 2.50
f(mm) 16.439
f1(mm) 10.051
f2(mm) -6.569
f3(mm) 17.509
f4(mm) 98.896
f5(mm) 62.996
TTL(mm) 20.508
LB(mm) 9.593
IH(mm) 2.619
实施例2如表16所示，满足条件式(1)～(6)。
图7示出了实施例2的摄像镜头LA的球差，图8示出了倍率色差，图9示出了场曲及畸变。如表6所示可知，实施例2的摄像镜头LA为窄角，并且如图7～图9所示可知，实施例2的摄像镜头LA具有良好的光学特性。
(实施例3)
图10为表示实施例3的摄像镜头LA的配置的结构图。表7示出了构成实施例3的摄像镜头LA的第一透镜L1～第五透镜L5各自的物侧及像侧的曲率半径R、透镜中心厚度或透镜间距离d、折射率nd、阿贝数v，表8示出了圆锥系数k、非球面系数，表9示出了2ω、Fno、f、f1、f2、f3、f4、f5、TTL、IH。
【表7】
Figure BDA0002173530010000161
【表8】
Figure BDA0002173530010000171
【表9】
2ω(°) 18.00
Fno 2.50
f(mm) 16.533
f1(mm) 10.057
f2(mm) -6.631
f3(mm) 21.114
f4(mm) 43.223
f5(mm) 77.039
TTL(mm) 21.152
LB(mm) 9.601
IH(mm) 2.619
实施例3如表16所示，满足条件式(1)～(6)。
图11示出了实施例3的摄像镜头LA的球差，图12示出了倍率色差，图13示出了场曲及畸变。如表9所示可知，实施例3的摄像镜头LA为窄角，并且如图11～图13所示可知，实施例3的摄像镜头LA具有良好的光学特性。
(实施例4)
图14为表示实施例4的摄像镜头LA的配置的结构图。表10示出了构成实施例4的摄像镜头LA的第一透镜L1～第五透镜L5各自的物侧及像侧的曲率半径R、透镜中心厚度或透镜间距离d、折射率nd、阿贝数v，表11示出了圆锥系数k、非球面系数，表12示出了2ω、Fno、f、f1、f2、f3、f4、f5、TTL、IH。
【表10】
Figure BDA0002173530010000191
【表11】
Figure BDA0002173530010000201
【表12】
2ω(°) 17.99
Fno 2.50
f(mm) 16.478
f1(mm) 9.762
f2(mm) -5.266
f3(mm) 11.523
f4(mm) 98.677
f5(mm) 69.275
TTL(mm) 20.580
LB(mm) 9.724
IH(mm) 2.619
实施例4如表16所示，满足条件式(1)～(6)。
图15示出了实施例4的摄像镜头LA的球差，图16示出了倍率色差，图17示出了场曲及畸变。如表12所示可知，实施例4的摄像镜头LA为窄角，并且如图15～图17所示可知，实施例4的摄像镜头LA具有良好的光学特性。
(实施例5)
图18为表示实施例5的摄像镜头LA的配置的结构图。表13示出了构成实施例5的摄像镜头LA的第一透镜L1～第五透镜L5各自的物侧及像侧的曲率半径R、透镜中心厚度或透镜间距离d、折射率nd、阿贝数v，表14示出了圆锥系数k、非球面系数，表15示出了2ω、Fno、f、f1、f2、f3、f4、f5、TTL、IH。
【表13】
Figure BDA0002173530010000221
【表14】
Figure BDA0002173530010000231
【表15】
2ω(°) 18.00
Fno 2.50
f(mm) 16.432
f1(mm) 9.870
f2(mm) -6.580
f3(mm) 35.739
f4(mm) 37.959
f5(mm) 38.295
TTL(mm) 20.326
LB(mm) 10.105
IH(mm) 2.619
实施例5如表16所示，满足条件式(1)～(6)。
图19示出了实施例5的摄像镜头LA的球差，图20示出了倍率色差，图21示出了场曲及畸变。如表15所示可知，实施例5的摄像镜头LA为窄角，并且如图19～图21所示可知，实施例5的摄像镜头LA具有良好的光学特性。
表16示出了实施例1～6的与由条件式(1)～(6)规定的参数对应的值。
【表16】
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
d2/f 0.105 0.081 0.093 0.090 0.085 条件式(1)
d3/d2 0.352 0.367 0.180 0.375 0.321 条件式(2)
f1/f2 -1.500 -1.530 -1.517 -1.854 -1.500 条件式(3)
R1/R2 -0.180 -0.103 -0.122 -0.169 -0.180 条件式(4)
R3/R4 0.186 0.183 0.188 0.110 0.158 条件式(5)
R5/R6 -0.130 -0.340 -0.336 -0.206 -0.130 条件式(6)
符号说明
LA：摄像镜头；
STOP：开口光圈；
L1：第一透镜；
L2：第二透镜；
L3：第三透镜；
L4：第四透镜；
L5：第五透镜；
GF1：玻璃平板1；
GF2：玻璃平板2；
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：第五透镜L5的物侧面的曲率半径；
R10：第五透镜L5的像侧面的曲率半径；
R11：玻璃平板GF1的物侧面的曲率半径；
R12：玻璃平板GF1的像侧面的曲率半径；
R13：玻璃平板GF2的物侧面的曲率半径；
R14：玻璃平板GF2的像侧面的曲率半径；
d：透镜的中心厚度或透镜间距离；
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的像侧面到第五透镜L5的物侧面的轴上距离；
d9：第五透镜L5的中心厚度；
d10：从第五透镜L5的像侧面到玻璃平板GF1的物侧面的轴上距离；
d11：玻璃平板GF1的中心厚度；
d12：从玻璃平板GF1的像侧面到玻璃平板GF2的物侧面的轴上距离；
d13：玻璃平板GF2的中心厚度；
d14：从玻璃平板GF2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；
nd5：第五透镜L5的d线的折射率；
nd6：玻璃平板GF1的d线的折射率；
nd7：玻璃平板GF2的d线的折射率；
ν：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：第五透镜L5的阿贝数；
ν6：玻璃平板GF1的阿贝数；
ν7：玻璃平板GF2的阿贝数。

Claims (4)

1.一种摄像镜头，其特征在于，所述摄像镜头共包含五片透镜，所述五片透镜从物侧起依次配置为：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、具有正屈折力的第四透镜以及具有正屈折力的第五透镜，并且满足以下的条件式(1)～(2)：
0.08≤d2/f≤0.12 (1)
0.15≤d3/d2≤0.45 (2)
-0.20≤R1/R2≤-0.08 (4)
其中，
f为透镜系统整体的焦点距离，
d2为从第一透镜的像侧面到第二透镜的物侧面的轴上距离，
d3为第二透镜的中心厚度，
R1为第一透镜的物侧面的曲率半径，
R2为第一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，满足以下的条件式(3)：
-2.00≤f1/f2≤-1.45 (3)
其中，
f1为第一透镜的焦点距离，
f2为第二透镜的焦点距离。
3.根据权利要求1所述的摄像镜头，其特征在于，满足以下的条件式(5)：
0.10≤R3/R4≤0.25 (5)
其中，
R3为第二透镜的物侧面的曲率半径，
R4为第二透镜的像侧面的曲率半径。
4.根据权利要求1所述的摄像镜头，其特征在于，满足以下的条件式(6)：
-0.35≤R5/R6≤-0.05 (6)
其中，
R5为第三透镜的物侧面的曲率半径，
R6为第三透镜的像侧面的曲率半径。
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