CN116338896A - 摄像镜头 - Google Patents

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CN116338896A CN202111609213.0A CN202111609213A CN116338896A CN 116338896 A CN116338896 A CN 116338896A CN 202111609213 A CN202111609213 A CN 202111609213A CN 116338896 A CN116338896 A CN 116338896A
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imaging lens
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寺西孝亮
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AAC Optics Nanning Co Ltd
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Abstract

本发明涉及光学镜头领域，提供一种摄像镜头，该摄像镜头自物侧至像侧依序由具有负屈折力的第一透镜、具有负屈折力的第二透镜、具有负屈折力的第三透镜、具有正屈折力的第四透镜、具有负屈折力的第五透镜、具有正屈折力的第六透镜、具有正屈折力的第七透镜组成，且满足下列关系式：‑50.10≤f2/f≤‑22.90；9.20≤d2/d4≤30.00；‑11.10≤R5/f≤‑9.55。

Description

摄像镜头
技术领域
本发明是涉及摄像镜头的发明。特别是一种涉及如下这样的摄像镜头的发明：适用于使用了高像素用的CCD、CMOS等摄像元件的环绕感应相机，具有合适的视场角和良好的光学特性，由明亮的光圈值(以下称为FNO)为1.83以下的明亮的七片透镜构成的摄像镜头。
背景技术
近年来，因自动驾驶所需，要求环绕感应相机对被摄体(周围的行驶车辆、障碍物、道路标识等)的图像识别精度要高。因此，为了提高图像识别精度，有向传感器的大型化、高分辨率化发展的倾向。此外，为了提高夜间识别性能，需要具有更明亮FNO的摄像镜头。
虽然专利文献1的实施例中公开的摄像镜头，从物体侧依次由具有负屈折力的第一透镜、具有负屈折力的第二透镜、具有负屈折力的第三透镜、具有正屈折力的第四透镜、具有负屈折力的第五透镜、具有正屈折力的第六透镜、具有正屈折力的第七透镜构成的具有良好光学特性的摄像镜头，但因为第二透镜的焦距与摄像镜头整体的焦距的关系、第一透镜的像侧面到第二透镜的物侧面的轴上距离与第二透镜的像侧面到第三透镜的物侧面的轴上距离的关系、第三透镜的物侧面的曲率半径与摄像镜头整体的焦距的关系不充分，当FNO为2.40时变得较暗，因此不充分。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006-337691号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明的目的在于，提供这样一种摄像镜头：具有良好的光学特性，并且由具有明亮FNO的七片透镜构成的摄像镜头。
用于解决课题的手段
为了达成上述目标，本发明的发明人仔细研究了从物体侧依次由具有负屈折力的第一透镜、具有负屈折力的第二透镜、具有负屈折力的第三透镜、具有正屈折力的第四透镜、具有负屈折力的第五透镜、具有正屈折力的第六透镜、具有正屈折力的第七透镜构成的摄像镜头中，第二透镜的焦距与摄像镜头整体的焦距的关系、第一透镜的像侧面到第二透镜的物侧面的轴上距离与第二透镜的像侧面到第三透镜的物侧面的轴上距离的关系、第三透镜的物侧面的曲率半径与摄像镜头整体的焦距的关系，结果发现能够得到改善现有技术问题的摄像镜头，从而想到了本发明。
本发明的实施例中提供了一种摄像镜头，所述摄像镜头自物侧至像侧依序由具有负屈折力的第一透镜、具有负屈折力的第二透镜、具有负屈折力的第三透镜、具有正屈折力的第四透镜、具有负屈折力的第五透镜、具有正屈折力的第六透镜、具有正屈折力的第七透镜组成，且满足下列关系式(1)～(3)：
-50.10≤f2/f≤-22.90 (1)
9.20≤d2/d4≤30.00 (2)
-11.10≤R5/f≤-9.55 (3)
其中，
f：摄像镜头整体的焦距；
f2：第二透镜的焦距；
R5：第三透镜的物侧面的曲率半径；
d2：第一透镜的像侧面到第二透镜的物侧面的轴上距离；
d4：第二透镜的像侧面到第三透镜的物侧面的轴上距离。
优选地，满足下列关系式(4)：
-753.70≤f2/d4≤-109.00 (4)
其中，
f2：第二透镜的焦距；
d4：第二透镜的像侧面到第三透镜的物侧面的轴上距离。
优选地，满足下列关系式(5)：
4.60≤f2/R4≤14.60 (5)
其中，
f2：第二透镜的焦距；
R4：第二透镜的像侧面的曲率半径。
优选地，满足下列关系式(6)：
-25.00≤f2/f6≤-12.00 (6)
其中，
f2：第二透镜的焦距；
f6：第六透镜的焦距。
优选地，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜、所述第六透镜以及所述第七透镜，均为玻璃材质。
优选地，所述第二透镜和所述第七透镜是玻璃非球面透镜。
发明效果
本发明的有益效果如下所示。
根据本发明，特别是能够提供一种如下这样的摄像镜头：适用于使用了高像素用的CCD、CMOS等摄像元件的车载环绕感应相机，具有合适的视场角和良好的光学特性，并由具有明亮的FNO的七片透镜构成的摄像镜头。
附图说明
图1是示出本发明的实施例1的摄像镜头LA的概略结构的图。
图2是示出本发明的实施例1的摄像镜头LA的轴向像差的图。
图3是示出本发明的实施例1的摄像镜头LA的场曲、畸变的图。
图4是示出本发明的实施例1的摄像镜头LA的倍率色差的图。
图5是示出本发明的实施例2的摄像镜头LA的概略结构的图。
图6是示出本发明的实施例2的摄像镜头LA的轴向像差的图。
图7是示出本发明的实施例2的摄像镜头LA的场曲、畸变的图。
图8是示出本发明的实施例2的摄像镜头LA的倍率色差的图。
图9是示出本发明的实施例3的摄像镜头LA的概略结构的图。
图10是示出本发明的实施例3的摄像镜头LA的轴向像差的图。
图11是示出本发明的实施例3的摄像镜头LA的场曲、畸变的图。
图12是示出本发明的实施例3的摄像镜头LA的倍率色差的图。
具体实施方式
以下将结合附图和实施例进一步对本发明进行说明。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例进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施例中，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例的种种变化和修改，也可以实现本发明所要求保护的技术方案。
将对本发明的摄像镜头的实施例进行说明。该摄像镜头LA具备七片结构的透镜系统，在该七片结构的透镜系统中，自物侧至像侧依序由第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7组成。在第七透镜L7与像面之间配置有玻璃平板GF。作为该玻璃平板GF，可假定有玻璃盖板以及各种过滤片 (filter)等。在本发明中，玻璃平板GF可以配置在不同的位置，也可以省略。另外，第一透镜L1～第七透镜L7可以都是玻璃材质。
第一透镜L1是具有负屈折力的透镜，第二透镜L2是具有负屈折力的透镜，第三透镜L3是具有负屈折力的透镜，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，第六透镜L6 是具有正屈折力的透镜，第七透镜L7是具有正屈折力的透镜。为了良好地校正各个像差，希望将第二透镜L2和第七透镜L7的表面设为非球面形状。
该摄像镜头LA满足以下关系式(1)：
-50.10≤f2/f≤-22.90 (1)
关系式(1)规定了第二透镜L2的焦距f2和摄像镜头LA整体的焦距f的比。在关系式(1)的范围内时，当FNO为1.83时容易实现各个像差的校正，因此是优选的。
该摄像镜头LA满足以下关系式(2)：
9.20≤d2/d4≤30.00 (2)
关系式(2)规定了第一透镜L1的像侧面S2到第二透镜L2的物侧面S3的轴上距离d2和第二透镜L2的像侧面S4到第三透镜L3的物侧面S5的轴上距离d4的比。在关系式(2)的范围内时，当FNO为 1.83时容易实现各个像差的校正，因此是优选的。
该摄像镜头LA满足以下关系式(3)：
-11.10≤R5/f≤-9.55 (3)
关系式(3)规定了第三透镜L3的物侧面S5的曲率半径R5与摄像镜头LA整体的焦距f的比。在关系式(3)的范围内时，当FNO为 1.83时容易实现各个像差的校正，因此是优选的。
该摄像镜头LA满足以下关系式(4)：
-753.70≤f2/d4≤-109.00 (4)
关系式(4)规定了第二透镜L2的焦距f2和第二透镜L2的像侧面S4到第三透镜L3的物侧面S5的轴上距离d4的比。在关系式(4) 的范围内时，当FNO为1.83时容易实现各个像差的校正，因此是优选的。
该摄像镜头LA满足以下关系式(5)：
4.60≤f2/R4≤14.60 (5)
关系式(5)规定了第二透镜L2的焦距f2和第二透镜L2的像侧面S4的曲率半径R4的比。在关系式(5)的范围内时，当FNO为1.83 时容易实现各个像差的校正，因此是优选的。
该摄像镜头LA满足以下关系式(6)：
-25.00≤f2/f6≤-12.00 (6)
关系式(6)规定了第二透镜L2的焦距f2和第六透镜L6的焦距f6的比。在关系式(6)的范围内时，当FNO为1.83时容易实现各个像差的校正，因此是优选的。
通过构成摄像镜头LA的七片透镜分别满足上述的结构以及关系式，从而能够得到适用于环绕感应相机的具有合适的视场角和良好的光学特性，并且FNO为1.83以下的摄像镜头。
(实施例)
以下使用实施例对本发明的摄像镜头LA进行说明。各实施例所记载的符号如下所示。需要说明的是，距离、半径以及轴上厚度的单位均为毫米(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；
f5：第五透镜L5的焦距；
f6：第六透镜L6的焦距；
f7：第七透镜L7的焦距；
FNO：光圈值(摄像镜头的有效焦距和入瞳直径的比值)、F值；
2ω：全视场角；
STOP：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S1的曲率半径；
R2：第一透镜L1的像侧面S2的曲率半径；
R3：第二透镜L2的物侧面S3的曲率半径；
R4：第二透镜L2的像侧面S4的曲率半径；
R5：第三透镜L3的物侧面S5的曲率半径；
R6：第三透镜L3的像侧面S6的曲率半径；
R7：第四透镜L4的物侧面S7的曲率半径；
R8：第四透镜L4的像侧面S8的曲率半径；
R9：第五透镜L5的物侧面S9的曲率半径；
R10：第五透镜L5的像侧面S10的曲率半径以及第六透镜L6的物侧面S10的曲率半径；
R11：第六透镜L6的像侧面S11的曲率半径；
R12：第七透镜L7的物侧面S12的曲率半径；
R13：第七透镜L7的像侧面S13的曲率半径；
R14：玻璃平板GF1的物侧面S14的曲率半径；
R15：玻璃平板GF1的像侧面S15的曲率半径；
R16：玻璃平板GF2的物侧面S16的曲率半径；
R17：玻璃平板GF2的像侧面S17的曲率半径；
d：透镜的轴上厚度、或透镜间轴上距离；
d1：第一透镜L1的轴上厚度；
d2：第一透镜L1的像侧面S2到第二透镜L2的物侧面S3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S4到第三透镜L3的物侧面S5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S6到第四透镜L4的物侧面S7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S8到光圈STOP的轴上距离；
d9：光圈STOP到第五透镜L5的物侧面S9的轴上距离；
d10：第五透镜L5的轴上厚度；
d11：第六透镜L6的轴上厚度；
d12：第六透镜L6的像侧面S11到第七透镜L7的物侧面S12的轴上距离；
d13：第七透镜L7的轴上厚度；
d14：第七透镜L7的像侧面S13到玻璃平板GF1的物侧面S14的轴上距离；
d15：玻璃平板GF1的轴上厚度；
d16：玻璃平板GF1的像侧面S15到玻璃平板GF2的物侧面S16 的轴上距离；
d17：玻璃平板GF2的轴上厚度；
d18：玻璃平板GF2的像侧面S17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：第六透镜L6的d线的折射率；
nd7：第七透镜L7的d线的折射率；
nd8：玻璃平板GF1的d线的折射率；
nd9：玻璃平板GF2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：第五透镜L5的阿贝数；
ν6：第六透镜L6的阿贝数；
ν7：第七透镜L7的阿贝数；
ν8：玻璃平板GF1的阿贝数；
ν9：玻璃平板GF2的阿贝数；
TTL：摄像镜头的光学总长(第一透镜L1的物侧面S1到像面的轴上距离)；
LB：第七透镜L7的像侧面S13到像面的轴上距离(包含玻璃平板 GF的厚度)；
IH：像高。
(实施例1)
图1是示出实施例1的摄像镜头LA的配置的结构图。表1中示出构成实施例1的摄像镜头LA的第一透镜L1～第七透镜L7的各个物侧面以及像侧面的曲率半径R、透镜的轴上厚度或透镜间轴上距离d、折射率nd、阿贝数νd，表2中示出圆锥系数k、非球面系数，表3中示出2ω、FNO、f、f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7、TTL、LB、IH。
【表1】
Figure BDA0003434767300000111
参考波长＝588nm
【表2】
Figure BDA0003434767300000112
Figure BDA0003434767300000121
其中，k是圆锥系数，A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16是非球面系数。
y＝(x2/R)/[1+{1-(k+1)(x2/R2)}1/2]+A4x4+A6x6+A8x8+A10x10+A12x12+A1 4x14+A16x16 (7)
其中，x是非球面曲线上的点与光轴的垂直距离，y是非球面深度(非球面上距离光轴为x的点，与相切于非球面光轴上顶点的切面两者间的垂直距离)。
为方便起见，各个透镜面的非球面使用上述公式(7)中所示的非球面，但是不特别限于该公式(7)表示的非球面多项式形式。
【表3】
2ω(°) 194.9
FNO 1.83
f(mm) 2.899
f1(mm) -22.881
f2(mm) -66.441
f3(mm) -6.155
f4(mm) 9.177
f5(mm) -10.025
f6(mm) 5.516
f7(mm) 28.821
TTL(mm) 32.006
LB(mm) 4.209
IH(mm) 4.032
后出现的表10示出各实施例1～3中的各值以及与关系式(1)～(6) 中已规定的参数所对应的值。
如表10所示，实施例1满足关系式(1)～(6)。
图2～图4中示出实施例1的摄像镜头LA的轴向像差、场曲、畸变、倍率色差。图2、图4分别示出了波长为486nm、588nm及656nm 的光经过实施例1的摄像镜头LA后的轴向像差以及倍率色差示意图。图3则示出了波长为588nm的光经过实施例1的摄像镜头LA后的场曲及畸变示意图。需要说明的是，附图中的场曲S是相对于弧矢像面的场曲，T是相对于正切像面的场曲，在实施例2～3中也是相同的。可以看出，实施例1的摄像镜头LA如表3所示，当FNO＝1.83时，变得明亮，并且如图2～图4所示，具有良好的光学特性。
(实施例2)
图5是示出实施例2的摄像镜头LA的配置的结构图。表4中示出构成实施例2的摄像镜头LA的第一透镜L1～第七透镜L7的各个物侧面以及像侧面的曲率半径R、透镜的轴上厚度或透镜间轴上距离d、折射率nd、阿贝数νd，表5中示出圆锥系数k、非球面系数，表6中示出2ω、FNO、f、f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7、TTL、LB、IH。
【表4】
Figure BDA0003434767300000131
参考波长＝588nm
【表5】
Figure BDA0003434767300000132
Figure BDA0003434767300000141
【表6】
2ω(°) 194.8
FNO 1.83
f(mm) 2.715
f1(mm) -18.203
f2(mm) -135.743
f3(mm) -6.660
f4(mm) 11.831
f5(mm) -13.681
f6(mm) 5.484
f7(mm) 26.015
TTL(mm) 32.009
LB(mm) 6.368
IH(mm) 4.032
如表10所示，实施例2满足关系式(1)～(6)。
图6～图8中示出实施例2的摄像镜头LA的轴向像差、场曲、畸变、倍率色差。图6、图8分别示出了波长为486nm、588nm及656nm 的光经过实施例2的摄像镜头LA后的轴向像差以及倍率色差示意图。图7则示出了波长为588nm的光经过实施例2的摄像镜头LA后的场曲及畸变示意图。可以看出，实施例2的摄像镜头LA如表6所示，当 FNO＝1.83时，变得明亮，并且如图6～图8所示，具有良好的光学特性。
(实施例3)
图9是示出实施例3的摄像镜头LA的配置的结构图。表7中示出构成实施例3的摄像镜头LA的第一透镜L1～第七透镜L7的各个物侧面以及像侧面的曲率半径R、透镜的轴上厚度或透镜间轴上距离d、折射率nd、阿贝数νd，表8中示出圆锥系数k、非球面系数，表9中示出2ω、FNO、f、f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7、TTL、LB、IH。
【表7】
Figure BDA0003434767300000151
参考波长＝588nm
【表8】
Figure BDA0003434767300000152
【表9】
Figure BDA0003434767300000153
Figure BDA0003434767300000161
如表10所示，实施例3满足关系式(1)～(6)。
图10～图12中示出实施例3的摄像镜头LA的轴向像差、场曲、畸变、倍率色差。图10、图12分别示出了波长为486nm、588nm及656nm 的光经过实施例3的摄像镜头LA后的轴向像差以及倍率色差示意图。图11则示出了波长为588nm的光经过实施例3的摄像镜头LA后的场曲及畸变示意图。可以看出，实施例3的摄像镜头LA如表9所示，当 FNO＝1.83时，变得明亮，并且如图10～图12所示，具有良好的光学特性。
【表10】
实施例1 实施例2 实施例3
关系式(1) -22.919 -50.000 -37.998
关系式(2) 9.290 29.999 19.018
关系式(3) -10.783 -9.570 -11.000
关系式(4) -109.066 -753.635 -347.016
关系式(5) 4.695 14.554 9.462
关系式(6) -12.046 -24.754 -18.374
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施例是实现本发明的具体的实施例，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 (6)

1.一种摄像镜头，其特征在于，所述摄像镜头自物侧至像侧依序由具有负屈折力的第一透镜、具有负屈折力的第二透镜、具有负屈折力的第三透镜、具有正屈折力的第四透镜、具有负屈折力的第五透镜、具有正屈折力的第六透镜、具有正屈折力的第七透镜组成；
其中，所述摄像镜头整体的焦距为f，所述第二透镜的焦距为f2，所述第三透镜的物侧面的曲率半径为R5，所述第一透镜的像侧面到所述第二透镜的物侧面的轴上距离为d2，所述第二透镜的像侧面到所述第三透镜的物侧面的轴上距离为d4，且满足下列关系式(1)～(3)：
-50.10≤f2/f≤-22.90 (1)
9.20≤d2/d4≤30.00 (2)
-11.10≤R5/f≤-9.55 (3) 。
2.根据权利要求1所述的摄像镜头，其特征在于，满足下列关系式(4)：
-753.70≤f2/d4≤-109.00 (4) 。
3.根据权利要求1所述的摄像镜头，其特征在于，所述第二透镜的像侧面的曲率半径为R4，且满足下列关系式(5)：
4.60≤f2/R4≤14.60 (5) 。
4.根据权利要求1所述的摄像镜头，其特征在于，所述第六透镜的焦距为f6，且满足下列关系式(6)：
-25.00≤f2/f6≤-12.00 (6) 。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的摄像镜头，其特征在于，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜、所述第六透镜以及所述第七透镜，均为玻璃材质。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的摄像镜头，其特征在于，所述第二透镜和所述第七透镜是玻璃非球面透镜。
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