CN111025531B - 摄像镜头 - Google Patents

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CN111025531B CN201911265801.XA CN201911265801A CN111025531B CN 111025531 B CN111025531 B CN 111025531B CN 201911265801 A CN201911265801 A CN 201911265801A CN 111025531 B CN111025531 B CN 111025531B
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Abstract

本发明涉及一种具有良好的光学特性、窄角度的由五个透镜构成的摄像镜头，该摄像镜头从物体侧起依序配置有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、正屈折力的第四透镜、以及负屈折力的第五透镜，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领域，特别涉及一种适合于使用了高像素用CCD、CMOS等摄像元件的便携式模块照相机、WEB照相机等的、具有良好的光学特性的、全视角(以下，设为2ω)为15.5°以下的窄角的5个透镜构成的摄像镜头。
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已得到广泛普及。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、窄角度的摄像镜头。
由5个透镜组成的摄像镜头相关的技术不断发展，该摄像镜头具有窄角度及良好的光学特性。
专利文献1的实施例中公开的摄像镜头，从物体侧起依序是由正屈折力(power)的第一透镜、负屈折力的第二透镜、正屈折力的第三透镜、正屈折力的第四透镜、正屈折力的第五透镜这五个透镜构成的摄像镜头，但2ω≥17.99°，窄角化不充分。
专利文献2的实施例中公开的摄像镜头，从物体侧起依序是由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、负屈折力的第四透镜、负屈折力的第五透镜这五个透镜构成的摄像镜头，但2ω≥37.00°，窄角化不充分。
【在先技术文献】
【专利文献1】日本特许第6521555号
【专利文献2】日本特许第6228305号
发明内容
本发明的目的在于提供一种由五个透镜构成的在窄角度下具有良好的光学特性的摄像镜头。
为了达到上述目的，从物体侧起依序配置有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、正屈折力的第四透镜、以及负屈折力的第五透镜，并且，对第一透镜的焦距、第三透镜的焦距和第四透镜的焦距之和与透镜系统整体焦距之比、第二透镜的焦距和第五透镜的焦距之和与透镜系统整体焦距之比、第三透镜的焦距与透镜系统整体焦距之比、第三透镜的物侧面的曲率半径与第三透镜的像侧面的曲率半径之比、第四透镜的中心厚度与整个透镜系统焦距之比、以及第五透镜的中心厚度与整个透镜系统焦距之比进行了深入研究的结果，发现得到改善了现有技术的课题的摄像镜头，从而实现了本发明。
权利要求1记载的摄像镜头，从物体侧起依序配置有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、正屈折力的第四透镜、负屈折力的第五透镜，并且满足以下(1)-(6)的关系式。
1.40≦(f1+f3+f4)/f≦2.15 (1)
-1.70≦(f2+f5)/f≦-0.50 (2)
0.50≦f3/f≦1.30 (3)
0.55≦R5/R6≦1.00 (4)
0.040≦d7/f≦0.100 (5)
0.010≦d9/f≦0.030 (6)
其中，
f：摄像镜头整体的焦距
f1：第一透镜的焦距
f2：第二透镜的焦距
f3：第三透镜的焦距
f4：第四透镜的焦距
f5：第五透镜的焦距
R5：第三透镜的物侧面的曲率半径
R6：第三透镜的像侧面的曲率半径
d7：第四透镜的中心厚度
d9：第五透镜的中心厚度
权利要求2记载的摄像镜头，满足以下关系式(7)
-0.40≦f2/f≦-0.20 (7)
其中，
f：摄像镜头整体的焦距
f2：第二透镜的焦距
根据本发明，特别是能够提供一种窄角度、具有良好的光学特性、由五个透镜构成的摄像镜头，该摄像镜头适用于使用了高像素用CCD、CMOS等摄像元件的便携式模块照相机、Web照相机等。
附图说明
图1是示出了本发明的实施方式的摄像镜头LA的结构的图。
图2是示出了上述摄像镜头LA的具体实施例1的结构的图。
图3是实施例1的摄像镜头LA的轴向像差示意图。
图4是实施例1的摄像镜头LA的倍率色差示意图。
图5是实施例1的摄像镜头LA的场曲及畸变示意图。
图6是示出了上述摄像镜头LA的具体实施例2的结构的图。
图7是实施例2的摄像镜头LA的轴向像差示意图。
图8是实施例2的摄像镜头LA的倍率色差示意图。
图9是实施例2的摄像镜头LA的场曲及畸变示意图。
图10是示出了上述摄像镜头LA的具体实施例3的结构的图。
图11是实施例3的摄像镜头LA的轴向像差示意图。
图12是实施例3的摄像镜头LA的倍率色差示意图。
图13是实施例3的摄像镜头LA的场曲及畸变示意图。
图14是示出了上述摄像镜头LA的具体实施例4的结构的图。
图15是实施例4的摄像镜头LA的轴向像差示意图。
图16是实施例4的摄像镜头LA的倍率色差示意图。
图17是实施例4的摄像镜头LA的场曲及畸变示意图。
图18是示出了上述摄像镜头LA的具体实施例5的结构的图。
图19是实施例5的摄像镜头LA的轴向像差示意图。
图20是实施例5的摄像镜头LA的倍率色差示意图。
图21是实施例5的摄像镜头LA的场曲及畸变示意图。
(符号说明)
LA：摄像镜头；
STOP：孔径光圈；
L1：第一透镜L1；
L2：第二透镜L2；
L3：第三透镜L3；
L4：第四透镜L4；
L5：第五透镜L5；
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，或者透镜之间的距离
d1：第一透镜L1的中心厚度；
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的中心厚度；
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的中心厚度；
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的中心厚度；
d8：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：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GF的中心厚度
d12：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GF的d线的折射率
v：阿贝数；
v1：第一透镜L1的阿贝数；
v2：第二透镜L2的阿贝数；
v3：第三透镜L3的阿贝数；
v4：第四透镜L4的阿贝数；
v5：第五透镜L5的阿贝数；
v6：玻璃平板GF的阿贝数。
具体实施方式
参照附图对本发明的摄像镜头的实施方式进行说明。本发明的实施方式的摄像镜头LA的结构图由图1所示。该摄像镜头LA，具备从物侧至像侧配置的第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5这五个透镜构成的透镜系统。在第五透镜L5和成像面之间配置有玻璃平板GF。该玻璃平板GF可以使用盖玻片或具有IR截止滤光片等功能的玻璃平板GF。或者在第五透镜L5和成像面之间也可以不配置玻璃平板GF。
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是具有负屈折力的透镜。为了良好地校正各种像差，这五个透镜的透镜表面更理想的是将所有面设为非球面。
摄像镜头LA是满足以下的关系式(1)至(6)的摄像镜头。
1.40≦(f1+f3+f4)/f≦2.15 (1)
-1.70≦(f2+f5)/f≦-0.50 (2)
0.50≦f3/f≦1.30 (3)
0.55≦R5/R6≦1.00 (4)
0.040≦d7/f≦0.100 (5)
0.010≦d9/f≦0.030 (6)
其中，
f：透镜系统整体的焦距
f1：第一透镜的焦距
f2：第二透镜的焦距
f3：第三透镜的焦距
f4：第四透镜的焦距
f5：第五透镜的焦距
R5：第三透镜的物侧面的曲率半径
R6：第三透镜的像侧面的曲率半径
d7：第四透镜的中心厚度
d9：第五透镜的中心厚度
关系式(1)规定第一透镜L1的焦距f1、第三透镜L3的焦距和第四透镜的焦距f4之和与透镜系统整体的焦距f之比。在关系式(1)的范围外，难以具有良好的光学特性的窄角化，因此不优选。
关系式(2)规定第二透镜L2的焦距f2与第五透镜L5的焦距f5之和与透镜系统整体的焦距f之比。在关系式(2)的范围外，难以具有良好的光学特性的窄角化，因此不优选。
关系式(3)规定第三透镜L3的焦距f3与透镜系统整体的焦距f之比。在关系式(3)的范围外，难以具有良好的光学特性的窄角化，因此不优选。
关系式(4)规定第三透镜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。在关系式(4)的范围外，难以具有良好的光学特性的窄角化，因此不优选。
关系式(5)规定第四透镜L4的中心厚度d7与透镜系统整体的焦距f之比。在关系式(5)的范围外，难以具有良好的光学特性的窄角化，因此不优选。
关系式(6)规定第五透镜L5的中心厚度d9与透镜系统整体的焦距f之比。在关系式(6)的范围外，难以具有良好的光学特性的窄角化，因此不优选。
第2透镜L2是具有负屈折力的透镜，其满足以下关系式(7)。
-0.40≦f2/f≦-0.20 (7)
其中，
f：透镜系统整体的焦距
f2：第二透镜的焦距
关系式(7)规定第二透镜L2的焦距f2与透镜系统整体的焦距f之比。在关系式(7)的范围内，有利于具有良好的光学特性的窄角化。
构成摄像镜头LA的5个透镜分别通过满足上述的结构和关系式，可以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
f5：第五透镜L5的焦距
Fno：F値
2ω：全视角
STOP：孔径光圈
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，或者透镜之间的距离
d1：第一透镜L1的中心厚度；
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的中心厚度；
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的中心厚度；
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的中心厚度；
d8：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：第五透镜L5的像侧面到玻璃平板GF的物侧面的轴上距离；
d11：玻璃平板GF的中心厚度
d12：玻璃平板GF的像侧面到成像面的轴上距离
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GF的d线的折射率
vd：阿贝数；
v1：第一透镜L1的阿贝数；
v2：第二透镜L2的阿贝数；
v3：第三透镜L3的阿贝数；
v4：第四透镜L4的阿贝数；
v5：第五透镜L5的阿贝数；
v6：玻璃平板GF的阿贝数
TTL：光学总长(第一透镜L1的物侧面到成像面的轴上距离)
LB：第五透镜L5的像侧面到成像面的轴上距离(包括玻璃平板GF的厚度)
IH：像高
y＝(x2/R)/[1+{1-(k+1)(x2/R2)}1/2]
+A4x4+A6x6+A8x8+A10x10+A12x12+A14x14 (8)
其中，R是轴上的曲路半径，k是圆锥系数，A4、A6、A8、A10、A12、A14是非球面系数。
为方便起见，各个透镜面的非球面使用上述公式(8)中所示的非球面。但是，本发明不限于该公式(8)表示的非球面多项式形式。
(实施例1)
图2是实施例1的摄像镜头LA的配置的结构示意图。构成实施例1的摄像镜头LA的第一透镜L1至第五透镜L5的各物体侧及像面侧的曲率半径R、透镜中心厚度或透镜间距离d、折射率nd、阿贝数v如表1所示，圆锥系数k、非球面系数如表2所示，2ω，Fno，f，f1，f2，f3，f4，f5，TTL，LB，IH如表3所示。下表中的mm为毫米。
【表1】
Figure BDA0002312801020000101
【表2】
Figure BDA0002312801020000111
【表3】
2ω(°) 15.39
Fno 3.30
f(mm) 19.154
f1(mm) 11.619
f2(mm) -5.451
f3(mm) 11.339
f4(mm) 4.221
f5(mm) -5.038
TTL(mm) 17.323
LB(mm) 6.772
IH(mm) 2.619
后面出现的表16表示与由实施例1至5的关系式(1)至(7)规定的参数相对应的值。
实施例1如表16所示，满足关系式(1)至(7)。
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，场曲及畸变如图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，实施例2～5中也一样。实施例1的摄像镜头LA如表3所示，为窄角度，且如图3-5所示，具有良好的光学特性。
(实施例2)
图6是示出了实施例2的摄像镜头LA的配置的结构示意图。构成实施例2的摄像镜头LA的第一透镜L1至第五透镜L5的各物体侧及像面侧的曲率半径R、透镜中心厚度或透镜间距离d、折射率nd、阿贝数v如表4所示，圆锥系数k、非球面系数如表5所示，2ω，Fno，f，f1，f2，f3，f4，f5，TTL，LB，IH如表6所示。
【表4】
Figure BDA0002312801020000121
【表5】
Figure BDA0002312801020000122
【表6】
2ω(°) 15.36
Fno 3.30
f(mm) 19.176
f1(mm) 11.927
f2(mm) -4.704
f3(mm) 23.998
f4(mm) 3.884
f5(mm) -6.519
TTL(mm) 18.163
LB(mm) 6.713
IH(mm) 2.619
实施例2如表16所示，满足关系式(1)至(7)。
实施例2的摄像镜头LA的轴向像差如图7所述，倍率色差如图8所示，场曲及畸变如图9所示。实施例2的摄像镜头LA如表6所示，为窄角度，且如图7-9所示，具有良好的光学特性。
(实施例3)
图10是示出了实施例3的摄像镜头LA的配置的结构示意图。构成实施例3的摄像镜头LA的第一透镜L1至第五透镜L5的各物体侧及像面侧的曲率半径R、透镜中心厚度或透镜间距离d、折射率nd、阿贝数v如表7所示，圆锥系数k、非球面系数如表8所示，2ω，Fno，f，f1，f2，f3，f4，f5，TTL，LB，IH如表9所示。
【表7】
Figure BDA0002312801020000131
【表8】
Figure BDA0002312801020000132
【表9】
2ω(°) 14.74
Fno 2.80
f(mm) 20.094
f1(mm) 12.615
f2(mm) -7.547
f3(mm) 17.676
f4(mm) 5.385
f5(mm) -5.969
TTL(mm) 18.280
LB(mm) 5.558
IH(mm) 2.619
实施例3如表16所示，满足关系式(1)至(7)。
实施例3的摄像镜头LA的轴向像差如图11所述，倍率色差如图12所示，场曲及畸变如图13所示。实施例3的摄像镜头LA如表9所示，为窄角度，且如图11-13所示，具有良好的光学特性。
(实施例4)
图14是示出了实施例4的摄像镜头LA的配置的结构示意图。构成实施例4的摄像镜头LA的第一透镜L1至第五透镜L5的各物体侧及像面侧的曲率半径R、透镜中心厚度或透镜间距离d、折射率nd、阿贝数v如表10所示，圆锥系数k、非球面系数如表11所示，2ω，Fno，f，f1，f2，f3，f4，f5，TTL，LB，IH如表12所示。
【表10】
Figure BDA0002312801020000141
【表11】
Figure BDA0002312801020000142
【表12】
2ω(°) 15.41
Fno 3.00
f(mm) 19.191
f1(mm) 12.583
f2(mm) -5.867
f3(mm) 19.142
f4(mm) 9.168
f5(mm) -25.946
TTL(mm) 18.000
LB(mm) 7.502
IH(mm) 2.619
实施例4如表16所示，满足关系式(1)至(7)。
实施例4的摄像镜头LA的轴向像差如图15所述，倍率色差如图16所示，场曲及畸变如图17所示。实施例4的摄像镜头LA如表12所示，为窄角度，且如图15-17所示，具有良好的光学特性。
(实施例5)
图18是示出了实施例5的摄像镜头LA的配置的结构示意图。构成实施例5的摄像镜头LA的第一透镜L1至第五透镜L5的各物体侧及像面侧的曲率半径R、透镜中心厚度或透镜间距离d、折射率nd、阿贝数v如表13所示，圆锥系数k、非球面系数如表14所示，2ω，Fno，f，f1，f2，f3，f4，f5，TTL，LB，IH如表15所示。
【表13】
Figure BDA0002312801020000151
【表14】
Figure BDA0002312801020000161
【表15】
2ω(°) 16.22
Fno 3.00
f(mm) 18.232
f1(mm) 12.163
f2(mm) -6.128
f3(mm) 15.218
f4(mm) 11.480
f5(mm) -23.543
TTL(mm) 17.427
LB(mm) 7.236
IH(mm) 2.619
实施例5如表16所示，满足关系式(1)至(7)。
实施例5的摄像镜头LA的轴向像差如图19所述，倍率色差如图20所示，场曲及畸变如图21所示。实施例5的摄像镜头LA如表15所示，为窄角度，且如图19-21所示，具有良好的光学特性。
表16表示实施例1至5中关系式(1)至(7)规定的参数值。
【表16】
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
(f1+f3+f4)/f 1.419 2.076 1.775 2.131 2.131 条件式(1)
(f2/f5)/f -0.548 -0.585 -0.673 -1.658 -1.627 条件式(2)
f3/f 0.592 1.251 0.880 0.997 0.835 条件式(3)
R5/R6 0.670 0.970 0.719 0.814 0.560 条件式(4)
d7/f 0.048 0.094 0.059 0.059 0.050 条件式(5)
d9/f 0.026 0.026 0.022 0.026 0.016 条件式(6)
f2/f -0.285 -0.245 -0.376 -0.306 -0.336 条件式(7)
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。

Claims (2)

1.一种摄像镜头，其特征在于，所述摄像镜头共包括五片透镜，所述五片透镜从物体侧起依序为：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、具有负屈折力的第五透镜，并且满足以下(1)-(6)的关系式：
1.40≦(f1+f3+f4)/f≦2.15 (1)
-1.70≦(f2+f5)/f≦-0.50 (2)
0.50≦f3/f≦1.30 (3)
0.55≦R5/R6≦1.00 (4)
0.040≦d7/f≦0.100 (5)
0.010≦d9/f≦0.030 (6)
其中，
f：摄像镜头整体的焦距
f1：第一透镜的焦距
f2：第二透镜的焦距
f3：第三透镜的焦距
f4：第四透镜的焦距
f5：第五透镜的焦距
R5：第三透镜的物侧面的曲率半径
R6：第三透镜的像侧面的曲率半径
d7：第四透镜的中心厚度
d9：第五透镜的中心厚度。
2.根据权利要求1记载的摄像镜头，其特征在于，满足以下关系式(7)：
-0.40≦f2/f≦-0.20 (7)
其中，
f：摄像镜头整体的焦距
f2：第二透镜的焦距。
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