摄像镜头【技术领域】
本发明的目的是提供由具有优秀的光学特征、超薄且高通光量F值的5个广角透镜构成的摄像镜头。
【背景技术】
本发明是与摄像镜头相关的发明。尤其涉及一种适用于使用高像素CCD、CMOS等摄像元件的手机相机组件、WEB摄像镜头等的摄像镜头。同时本发明的摄像镜头是由5个具有优秀光学特征、同时，TTL(光学长度)/IH(像高)≦1.45且超薄、全画角(以下称为2ω)在77°以上、并且，高通光量(以下称为Fno)、且F值2.2以下的广角透镜组成。
近年，使用CCD和CMOS等摄像元件的各种摄像装置广泛普及起来。随着摄像元件小型化、高性能化发展，社会更需求具有优秀光学特征、超薄且具有高通光量F值(Fno)的广角摄像镜头。
与由具有优秀的光学特征，超薄且具有高通光量F值(Fno)的5个广角透镜组成的摄像镜头相关的技术开发在逐步推进。其提出方案为摄像镜头由5个透镜组成，从物侧开始依次配置具有正折射率的第1透镜、具有负折射率的第2透镜、具有正折射率的第3透镜、具有正折射率的第4透镜、具有负折射率的第5透镜。
专利文献1中实施例1～6所展示的摄像镜头由上述5个透镜组成，但是第3透镜的折射率分配，第1、第4透镜的形状不充分，所以Fno≧2.4、2ω≦74.6°、广角以及Fno通光量不足。
专利文献2中实施例1～6所展示的摄像镜头由上述5个透镜组成，但是第3透镜的折射率分配及第1、第4透镜的形状不充分，所以Fno≧2.4、2ω≦75.0°、广角以及Fno通光量不足。
在先的技术参考文献
专利文献1：特开2015-060172号公报
专利文献2：特开2015-060170号公报
【发明内容】
本发明的目的是提供由具有优秀的光学特征、超薄且高通光量F值的5个广角透镜构成的摄像镜头。
为了达到上述目的，在对第1透镜、第2透镜、第3透镜的折射率分配、第1透镜、第4透镜的形状、以及第3透镜的像侧到第4透镜物侧的轴上距离和透镜群整体的焦点距离的比进行认真研讨后，提出改善以往技术的摄像镜头方案，于是形成本发明。
权利要求1所记载的摄像镜头从物侧开始依次配置有：具有正折射率的第1透镜、具有负折射率的第2透镜、具有正折射率的第3透镜、具有正折射率的第4透镜、具有负折射率的第5透镜，并且摄像镜头具有满足以下条件式(1)～(6)的特征。
0.62≦F1/F≦0.71(1)
-1.60≦F2/F≦-1.00(2)
25.00≦F3/F≦150.00(3)
-1.00≦(R1+R2)/(R1-R2)≦-0.85(4)
1.20≦(R7+R8)/(R7-R8)≦3.00(5)
0.10≦D6/F≦0.15(6)
其中
F：透镜群整体的焦点距离
F1：第1透镜的焦点距离
F2：第2透镜的焦点距离
F3：第3透镜的焦点距离
R1：第1透镜的物侧曲率半径
R2：第1透镜的像侧曲率半径
R7：第4透镜的物侧曲率半径
R8：第4透镜的像侧曲率半径
D6：第3透镜的像侧到第4透镜的物侧的轴上距离。
权利要求2记载的摄像透镜是以满足以下条件式(7)为特征的权利要求1记载的摄像镜头。0.15≦(R3+R4)/(R3-R4)≦1.20(7)
其中
R3：第2透镜的物侧曲率半径
R4：第2透镜的像侧曲率半径。
权利要求3记载的摄像透镜是以满足以下条件式(8)为特征的权利要求1记载的摄像镜头。
0.02≦D8/F≦0.15(8)
其中
F：透镜群整体的焦点距离
D8：第4透镜的像侧到第5透镜的物侧的轴上距离。
根据本发明，提供尤其是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摄像镜头的摄像镜头，同时具有优秀的光学特性，TTL(光学长度)/IH(像高)≦1.45、超薄、广角2ω≧77°以上、Fno≦2.2并且具有高通光量为的5个透镜组成的摄像镜头
【附图说明】
图1为与本发明一种实施方式相关的摄像镜头LA的构成示意图；
图2为上述摄像镜头LA的具体实施例1的构成示意图；
图3为实施例1中摄像镜头LA的球面像差(轴上色像差)示意图；
图4为实施例1中摄像镜头LA的倍率色像差示意图；
图5为实施例1中摄像镜头LA中像面弯曲和歪曲像差示意图；
图6为上述摄像镜头LA的具体实施例2的构成示意图；
图7为实施例2中摄像镜头LA的球面像差(轴上色像差)示意图；
图8为实施例2中摄像镜头LA的倍率色像差示意图；
图9为实施例2中摄像镜头LA中像面弯曲和歪曲像差示意图。
【具体实施方式】
参考设计图来说明与本发明相关的摄像镜头的一种实施方式。图1所示为本发明摄像镜头的一种实施方式的构成图。摄像镜头LA是由5个透镜组成，从物侧到像侧依次配置第1透镜L1、第2透镜L2、第3透镜L3、第4透镜L4、第5透镜L5。在第5透镜L5和成像面之间，配置有玻璃平板GF。玻璃平板GF是玻璃盖片、或者是拥有IR截止滤光等功能的滤光片。或者，玻璃平板GF也可不设置在第5镜头L5和成像面之间。
第1透镜L1具有正折射率，第2透镜L2具有负折射率，第3透镜L3具有正折射率，第4透镜L4具有正折射率，第5透镜L5具有负折射率。为能较好补正像差问题，最好将这5个透镜表面设计为非球面形状。
摄像镜头LA是以满足以下条件式(1)～(6)为特征的摄像镜头。
0.62≦F1/F≦0.71(1)
-1.60≦F2/F≦-1.00(2)
25.00≦F3/F≦150.00(3)
-1.00≦(R1+R2)/(R1-R2)≦-0.85(4)
1.20≦(R7+R8)/(R7-R8)≦3.00(5)
0.10≦D6/F≦0.15(6)
其中
F：透镜群整体的焦点距离
F1：第1透镜的焦点距离
F2：第2透镜的焦点距离
F3：第3透镜的焦点距离
R1：第1透镜的物侧曲率半径
R2：第1透镜的像侧曲率半径
R7：第4透镜的物侧曲率半径
R8：第4透镜的像侧曲率半径
D6：第3透镜的像侧到第4透镜的物侧的轴上距离。
条件式(1)规定了第1透镜L1的正折射率。超过条件式(1)的下限规定值时，第1透镜L1的正折射率会过强，难以补正像差等问题，同时不利于镜头向广角化发展，相反，超过上限规定时，第1透镜的折射率会变过弱，镜头难以向超薄化发展。
条件式(2)规定了第2透镜L2的负折射率。在条件式(2)的范围外，随着镜头向广角化和超薄化发展，难以补正轴上和轴外的色像差问题。
另外，条件式(2)的数值范围最好设定在以下条件式(2-A)的数值范围以内。
-1.35≦F2/F≦-1.04(2-A)
条件式(3)规定了第3透镜L3的正折射率。在条件式(3)的范围外，随着镜头向超薄化发展，难以补正轴上和轴外的色像差问题。
另外，条件式(3)的数值范围最好设定在以下条件式(3-A)的数值范围以内。
40.00≦F3/F≦110.00(3-A)
条件式(4)规定了第1透镜L1的形状。在条件式(4)的范围外，随着镜头向Fno≦2.2的广角化和超薄化发展，更不利于补正球面像差等的高次像差问题。
另外，条件式(4)的数值范围最好设定在以下条件式(4-A)的数值范围以内。
-0.95≦(R1+R2)/(R1-R2)≦-0.85(4-A)
条件式(5)规定了第4透镜L4的形状。在条件式(5)的范围外，不利于镜头向Fno≦2.2的广角化和超薄化发展。
另外，条件式(5)的数值范围最好设定在以下条件式(5-A)的数值范围以内。
1.60≦(R7+R8)/(R7-R8)≦2.00(5-A)
条件式(6)规定了从第3透镜L3的像侧到第4透镜L4物侧的距离和镜头群整体的焦点距离比。在条件式(6)的范围外，不利于镜头向Fno≦2.2的广角化和超薄化发展。
不仅如此，摄像镜头LA还是以满足以下条件式(7)为特征的摄像镜头。
0.15≦(R3+R4)/(R3-R4)≦1.20(7)
其中
R3：第2透镜的物侧曲率半径
R4：第2透镜的像侧曲率半径。
条件式(7)规定了第2透镜L2的形状。在条件式(7)的范围外，随着镜头向Fno≦2.2的广角化和超薄化发展，难以补正轴上色像差问题。
摄像镜头LA还是以满足以下条件式(8)为特征的摄像镜头。
0.02≦D8/F≦0.15(8)
其中,
F：透镜群整体的焦点距离
D8：第4透镜的像侧到第5透镜的物侧的轴上距离。
条件式(8)规定了第4透镜L4的像侧到第5透镜L5的物侧的距离和全部镜头群的焦点距离之比。在条件式(8)的范围外，不利于镜头向Fno≦2.2的广角化和超薄化发展。
由于构成摄像镜头LA的5个镜头透镜都具有前面所述的构成且满足所有条件式，所以制造出由具有优秀的光学特征、TTL(光学长度)/IH(像高)≦1.45、超薄、广角2ω≧77°、Fno≦2.2并且具有高通光量的5个透镜组成的摄像镜头成为可能。
F：摄像镜头LA整体的焦点距离
F1：第1透镜L1的焦点距离
F2：第2透镜L2的焦点距离
F3：第3透镜L3的焦点距离
F4：第4透镜L4的焦点距离
F5：第5透镜L5的焦点距离
Fno：F值
2ω:全画角
S1：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1透镜L1的物侧曲率半径
R2：第1透镜L1的像侧曲率半径
R3：第2透镜L2的物侧曲率半径
R4：第2透镜L2的像侧曲率半径
R5：第3透镜L3的物侧曲率半径
R6：第3透镜L3的像侧曲率半径
R7：第4透镜L4的物侧曲率半径
R8：第4透镜L4的像侧曲率半径
R9：第5透镜L5的物侧曲率半径
R10：第5透镜L5的像侧曲率半径
R11：玻璃平板GF的物侧的曲率半径
R12：玻璃平板GF的像侧曲率半径
D：透镜的中心厚度、或透镜之间的距离
D0：从开口光圈S1到第1透镜L1的物侧的轴上距离
D1：第1透镜L1的中心厚度
D2：第1透镜L1的像侧到第2透镜L2的物侧的距离
D3：第2透镜L2的中心厚度
D4：第2透镜L2的像侧到第3透镜L3的物侧的轴上距离
D5：第3透镜L3的中心厚度
D6：第3透镜L3的像侧到第4透镜L4的物侧的轴上距离
D7：第4透镜L4的中心厚度
D8：第4透镜L4的像侧到第5透镜L5的物侧的轴上距离
D9：第5透镜L5的中心厚度
D10：第5透镜L5的像侧到玻璃平板GF的物侧的轴上距离
D11：玻璃平板GF的中心厚度
D12：玻璃平板GF的像侧到成像面的轴上距离
nD：D线的折射率
nD1：第1透镜L1的D线的折射率
nD2：第2透镜L2的D线的折射率
nD3：第3透镜L3的D线的折射率
nD4：第4透镜L4的D线的折射率
nD5：第5透镜L5的D线的折射率
nD6：玻璃平板GF的D线的折射率
ν：阿贝数
ν1：第1透镜L1的阿贝数
ν2：第2透镜L2的阿贝数
ν3：第3透镜L3的阿贝数
ν4：第4透镜L4的阿贝数
ν5：第5透镜L5的阿贝数
ν6：玻璃平板GF的阿贝数
TTL：光学长度(第1透镜L1的物侧到成像面的轴上距离)
LB：第5透镜L5的像侧到成像面的轴上距离(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(9)
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。
为方便起见，各个透镜面的非球面使用条件式(9)中所示的非球面。但是，特别是不限于这种(9)表示的非球面多项式形式。
图2是实施例1中摄像镜头LA的配置构成图。表1的数据有：实施例1中构成摄像镜头LA的第1透镜L1～第5透镜L5的物侧以及像侧的曲率半径R、透镜的中心厚度或透镜间的距离D、折射率nD、阿贝数v。表2中的数据有：圆锥系数k、非球面系数。
![]()
表1
![]()
表2
后出现的表5所显示的数值有：实施例1～2中各数值以及条件式(1)～(8)所规定的参数对应的数值。
如表5所示，实施例1满足条件式(1)～(8)。
图3是实施例1中摄像镜头LA的球面像差(轴上色像差)示意图，图4是倍率色像差示意图，图5是像面弯面和歪曲像差示意图。另外，图5的像面弯曲S是与矢状成像面相对的像面弯曲，T是与正切像面相对的像面弯曲。在实施例2中也是如此。实施例1中摄像镜头LA的2ω＝78.9°、TTL/IH＝1.407、Fno＝2.15且透镜为超薄、高通光量的广角，如图3～5所示不难理解其具有优秀的光学特征。
图6是实施例2中摄像镜头LA的配置构成图。表3显示的是构成实施例2中摄像镜头LA的第1透镜L1～第5透镜L5各个透镜的物侧以及像侧的曲率半径R、透镜的中心厚度以及透镜间的距离D、折射率nD、阿贝数v。表4显示的是圆锥系数k和非球面系数。
![]()
表3
![]()
表4
如表5所示，实施例2满足条件式(1)～(8)。
图7是实施例2中摄像镜头LA的球面像差(轴上色像差)示意图，图8是倍率色像差示意图，图9是像面弯面和歪曲像差示意图。如图7～9所示，实施例2中摄像镜头LA的全画角2ω＝78.4°、TTL/IH＝1.411、Fno＝2.15，且镜头为超薄、高通光量的广角镜头，这就不难理解其其具有优秀的光学特征。
表5中的数值分别是实施例中的各种数值、条件式(1)～(6)规定的与参数相关数值。另外，表Ⅹ所示的单位分别是2ω(°)、F(mm)、F1(mm)、F2(mm)、F3(mm)、F4(mm)、F5(mm)、TTL(mm)、LB(mm)、IH(mm)。
![]()
表5
符号的说明：
LA：摄像镜头
S1：开口光圈
L1：第1透镜
L2：第2透镜
L3：第3透镜
L4：第4透镜
L5：第5透镜
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1透镜L1的物侧曲率半径
R2：第1透镜L1的像侧曲率半径
R3：第2透镜L2的物侧曲率半径
R4：第2透镜L2的像侧曲率半径
R5：第3透镜L3的物侧曲率半径
R6：第3透镜L3的像侧曲率半径
R7：第4透镜L4的物侧曲率半径
R8：第4透镜L4的像侧曲率半径
R9：第5透镜L5的物侧曲率半径
R10：第5透镜L5的像侧曲率半径
R11：玻璃平板GF的物面侧面的曲率半径
R12：玻璃平板GF的像侧曲率半径
D：透镜的中心厚度与透镜之间的距离
D0：从开口光圈S1到第1透镜L1的物侧的轴上距离
D1：第1透镜L1的中心厚度
D2：第1透镜L1的像侧到第2透镜L2的物侧的距离
D3：第2透镜L2的中心厚度
D4：第2透镜L2的像侧到第3透镜L3的物侧的轴上距离
D5：第3透镜L3的中心厚度
D6：第3透镜L3的像侧到第4透镜L4的物侧的轴上距离
D7：第4透镜L4的中心厚度
D8：第4透镜L4的像侧到第5透镜L5的物侧的轴上距离
D9：第5透镜L5的中心厚度
D10：第5透镜L5的像侧到平板玻璃GF的物侧的轴上距离
D11：玻璃平板GF的中心厚度
D12：玻璃平板GF的像侧到成像面的轴上距离。