攝像鏡頭的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種由4片透鏡構(gòu)成、具有優(yōu)秀的光學(xué)特征,超薄、廣角,且高通光量的攝像鏡頭,其從物側(cè)開(kāi)始依次配置有:正折射率第1透鏡、負(fù)折射率第2透鏡、正折射率第3透鏡、負(fù)折射率第4透鏡,并具有滿足所規(guī)定條件的特征。
【專利說(shuō)明】攝像鏡頭 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明是涉及攝像鏡頭的發(fā)明。尤其涉及對(duì)于使用高像素CCD、CM0S等攝像元件的 手機(jī)相機(jī)組件、WEB攝像鏡頭等來(lái)說(shuō)非常適合。本發(fā)明的攝像鏡頭包含4片透鏡，具有優(yōu)秀的 光學(xué)特征；同時(shí)是小型、全畫(huà)角（以下稱為2 co)在80°以上、Fn〇2.0以下的廣角攝像鏡頭。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 近年，使用CCD和CMOS等攝像原件的各種攝像裝置廣泛普及起來(lái)。隨著攝像元件小 型化、高性能化發(fā)展，社會(huì)更需求具有優(yōu)秀的光學(xué)特征、小型且高通光量的廣角攝像鏡頭。
[0003] 與具有優(yōu)秀的光學(xué)特征，小型且高通光量的4片廣角攝像鏡頭相關(guān)的技術(shù)開(kāi)發(fā)在 逐步推進(jìn)。提出方案為攝像鏡頭由4個(gè)透鏡組成，從物側(cè)開(kāi)始依次是具有正折射率的第1透 鏡、具有負(fù)折射率的第2透鏡、具有正折射率的第3透鏡、具有負(fù)折射率的第4透鏡。
[0004] 專利文獻(xiàn)1中實(shí)例所公開(kāi)的攝像鏡頭由上述4個(gè)透鏡組成，但是第1透鏡與第4透鏡 的折射率分配以及第1透鏡的形狀不充分，所以Fn〇32.30明亮度不足。
[0005] 專利文獻(xiàn)2中實(shí)例所公開(kāi)的攝像鏡頭由上述4個(gè)透鏡組成，但是第1透鏡、第4透鏡 的折射率分配與第1透鏡的形狀不充分，所以Fn〇32.10明亮度不足。
[0006] 【現(xiàn)有技術(shù)參考文獻(xiàn)】
[0007] 【專利文獻(xiàn)1】特開(kāi)2016-011985號(hào)公報(bào) [0008]【專利文獻(xiàn)2】專利第5815907號(hào) 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0009] 本發(fā)明的目的是提供由具有優(yōu)秀的光學(xué)特征、小型且高通光量的4個(gè)透鏡組成的 廣角攝像鏡頭。
[0010] 為達(dá)成上述目的，在對(duì)第1透鏡、第4透鏡的折射率分配，第1透鏡的形狀進(jìn)行認(rèn)真 研討后，提出改善以往技術(shù)的攝像鏡頭方案，于是形成本發(fā)明。
[0011] 根據(jù)上述需解決的技術(shù)問(wèn)題，所述攝像鏡頭從物側(cè)開(kāi)始依次配置有:具有正折射 率的第1透鏡、具有負(fù)折射率的第2透鏡、具有正折射率的第3透鏡、具有負(fù)折射率的第4透 鏡，并且滿足以下條件公式(1)~(3)，
[0012] 1.25芻fl/f芻1.50 (1)；
[0013] -2.00^f4/f ^-0.90 (2)；
[0014] -2.50蘭（R1+R2)/(R1-R2)蘭-1.25 (3)；
[0015] 其中，
[0016] f:攝像鏡頭整體的焦點(diǎn)距離；
[0017] fl:第1透鏡的焦點(diǎn)距離；
[0018] f4:第4透鏡的焦點(diǎn)距離；
[0019] R1:第1透鏡的物偵靦的曲率半徑；
[0020] R2:第1透鏡的像側(cè)面的曲率半徑。
[0021] 作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述攝像鏡頭還滿足以下條件公式(4)，
[0022] -4.00^f2/f ^-2.00 (4)；
[0023] 其中，
[0024] f:攝像鏡頭整體的焦點(diǎn)距離；
[0025] f2:第2透鏡的焦點(diǎn)距離。
[0026] 作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述攝像鏡頭還滿足以下條件公式(5)，
[0027] 〇.40^f3/f ^1.00 (5)；
[0028] 其中，
[0029] f:攝像鏡頭整體的焦點(diǎn)距離；
[0030] f3:第3透鏡的焦點(diǎn)距離。
[0031]本發(fā)明的有益效果在于:根據(jù)本發(fā)明的攝像鏡頭由4片透鏡組成，具有優(yōu)秀的光學(xué) 特性，小型、廣角且高通光量，尤其適用于由高像素用的CCD、CM0S等攝像元件構(gòu)成的手機(jī)攝 像鏡頭組件和WEB攝像鏡頭。 【【附圖說(shuō)明】】
[0032]圖1為與本發(fā)明一種實(shí)施方式相關(guān)的攝像鏡頭LA的構(gòu)成展示圖。
[0033] 圖2為上述攝像鏡頭LA的具體實(shí)例1的構(gòu)成展示圖。
[0034] 圖3為實(shí)例1中攝像鏡頭LA的軸向像差展示圖。
[0035] 圖4為實(shí)例1中攝像鏡頭LA的垂軸色差展示圖 [0036]圖5為實(shí)例1中攝像鏡頭LA中場(chǎng)曲和畸變展示圖
[0037] 圖6為上述攝像鏡頭LA的具體實(shí)例2的構(gòu)成展示圖。
[0038] 圖7為實(shí)例2中攝像鏡頭LA的軸向像差展示圖。
[0039] 圖8為實(shí)例2中攝像鏡頭LA的垂軸色差展示圖
[0040] 圖9為實(shí)例2中攝像鏡頭LA中場(chǎng)曲和畸變展示圖 【【具體實(shí)施方式】】
[0041]參考設(shè)計(jì)圖來(lái)說(shuō)明與本發(fā)明相關(guān)的攝像鏡頭的一種實(shí)施方式。圖1示出本發(fā)明一 實(shí)施方式的攝像鏡頭的構(gòu)成圖。該攝像鏡頭LA是由6個(gè)透鏡組成，從物側(cè)到成像面?zhèn)纫来闻?置第1透鏡L1、第2透鏡L2、第3透鏡L3、第4透鏡L4。在第4透鏡L4和成像面之間，配置有玻璃 平板GF。該玻璃平板GF可以使用玻璃蓋片或具有IR防止濾鏡功能的。在第4鏡頭L4和成像面 之間不設(shè)置玻璃平板GF也可以。
[0042]第1透鏡L1具有正折射率，第2透鏡L2具有負(fù)折射率，第3透鏡L3具有正折射率，第4 透鏡L4具有負(fù)折射率。為能較好補(bǔ)正像差問(wèn)題，最好將這4個(gè)透鏡表面設(shè)計(jì)為非球面形狀。
[0043] 攝像鏡頭LA是滿足以下條件公式(1)~(3)的攝像鏡頭，
[0044] 1.25芻fl/f芻1.50 (1)；
[0045] -2.00^f4/f ^-0.90 (2)；
[0046] -2.50^ (R1+R2)/(R1-R2) ^-1.25 (3)；
[0047] 其中，
[0048] f:攝像鏡頭整體的焦點(diǎn)距離；
[0049] fl:第1透鏡L1的焦點(diǎn)距離；
[0050] f4:第4透鏡L4的焦點(diǎn)距離；
[0051 ] R1:第1透鏡L1的物側(cè)面的曲率半徑；
[0052] R2:第1透鏡L1的像側(cè)面的曲率半徑。
[0053]條件公式（1)規(guī)定了第1透鏡L1的正折射率。當(dāng)超過(guò)條件公式（1)的下限規(guī)定時(shí)，第 1透鏡的正折射率會(huì)過(guò)強(qiáng)，難以補(bǔ)正像差的同時(shí)難以向廣角化發(fā)展;相反，當(dāng)超過(guò)上限規(guī)定 時(shí)，第1透鏡的正折射率會(huì)過(guò)弱，難以向小型化發(fā)展。
[0054]在此，最好是將條件公式（1)的數(shù)值范圍設(shè)定在以下條件公式（1-A)的數(shù)值范圍 內(nèi)，
[0055] 1.30^fl/f ^1.40 (l-A)〇
[0056] 條件公式(2)規(guī)定了第4透鏡L4的負(fù)折射率。當(dāng)超過(guò)條件公式(2)的下限規(guī)定時(shí)，難 以補(bǔ)正軸外色像差，而當(dāng)超過(guò)上限規(guī)定時(shí)，由于高次像差的問(wèn)題，第4透鏡的軸上偏芯等造 成的成像面變動(dòng)會(huì)變大。
[0057]在此，最好是將條件公式（2)的數(shù)值范圍設(shè)定在以下條件公式（2-A)的數(shù)值范圍 內(nèi)，
[0058] -1.30^f4/f ^-1.00 (2-A)。
[0059] 條件公式(3)規(guī)定了第1透鏡L1的形狀。在條件公式(3)的范圍外，難以向Fn〇f2.0 的廣角、小型化發(fā)展。
[0060] 在此，最好是將條件公式（3)的數(shù)值范圍設(shè)定在以下條件公式（3-A)的數(shù)值范圍 內(nèi)，
[0061 ] -2.00^ (R1+R2)/(R1-R2) ^-1.50 (3-A)。
[0062] 第2透鏡L2是具有負(fù)折射率的透鏡，滿足以下條件公式(4)，
[0063] -4.00^f2/f ^-2.00 (4)；
[0064] 其中，
[0065] f:攝像鏡頭整體的焦點(diǎn)距離；
[0066] f2:第2透鏡的焦點(diǎn)距離。
[0067]條件公式(4)規(guī)定了第2透鏡的負(fù)折射率。當(dāng)超過(guò)條件公式(4)的下限規(guī)定時(shí)，第2 透鏡的負(fù)折射率會(huì)過(guò)弱，難以補(bǔ)正軸上、軸外色像差;相反，當(dāng)超過(guò)上限規(guī)定時(shí)，第2透鏡的 負(fù)折射率會(huì)過(guò)強(qiáng)，難以補(bǔ)正像差的同時(shí)由于高次像差的問(wèn)題，第2透鏡的軸上偏芯等造成的 成像面變動(dòng)會(huì)變大。
[0068]在此，最好是將條件公式(4)的數(shù)值范圍設(shè)定在以下條件公式(4-A)的數(shù)值范圍 內(nèi)，
[0069] -3.20^f2/f ^-2.50 (4-A)。
[0070]第3透鏡L3是具有正折射率的透鏡，滿足以下條件公式(5)，
[0071] 0.40^f3/f ^1.00 (5)；
[0072] 其中，
[0073] f:攝像鏡頭整體的焦點(diǎn)距離；
[0074] f3:第3透鏡的焦點(diǎn)距離。
[0075]條件公式(5)規(guī)定了第3透鏡L3的正折射率。當(dāng)超過(guò)條件公式(5)的下限規(guī)定時(shí)，第 3透鏡的正折射率會(huì)過(guò)強(qiáng)，由于高次像差的問(wèn)題，第3透鏡的軸上偏芯等導(dǎo)致的成像面變動(dòng) 會(huì)變大;相反，當(dāng)超過(guò)上限規(guī)定時(shí)，第3透鏡的正折射率會(huì)過(guò)弱，難以向超薄化發(fā)展。
[0076]在此，最好是將條件公式（5)的數(shù)值范圍設(shè)定在以下條件公式（5-A)的數(shù)值范圍 內(nèi)，
[0077] 〇.65^f3/f ^0.75 (5-A)。
[0078] 由于構(gòu)成攝像鏡頭LA的4個(gè)透鏡都具有前面所述的構(gòu)成且滿足所有條件公式，所 以制造出具有優(yōu)秀的光學(xué)特征、小型、廣角2 ?蘭80°、Fno蘭2.0高通光量的由4個(gè)透鏡組成 的攝像鏡頭成為可能。
[0079] 下面將用實(shí)例進(jìn)行說(shuō)明本發(fā)明的攝像鏡頭LA。各實(shí)例中所記載的符號(hào)如下所示。 距離、半徑與中心厚度的單位為mm。
[0080] f:攝像鏡頭LA整體的焦點(diǎn)距離；
[00811 fl:第1透鏡L1的焦點(diǎn)距離；
[0082] f2:第2透鏡L2的焦點(diǎn)距離；
[0083] f3:第3透鏡L3的焦點(diǎn)距離；
[0084] f4:第4透鏡L4的焦點(diǎn)距離；
[0085] Fno:F值；
[0086] 2?:全畫(huà)角；
[0087] S1:光圈；
[0088] R:光學(xué)面的曲率半徑、透鏡時(shí)為中心曲率半徑；
[0089] R1:第1透鏡L1的物側(cè)面的曲率半徑；
[0090] R2:第1透鏡L1的像側(cè)面的曲率半徑；
[0091] R3:第2透鏡L2的物側(cè)面的曲率半徑；
[0092] R4:第2透鏡L2的像側(cè)面的曲率半徑；
[0093] R5:第3透鏡L3的物側(cè)面的曲率半徑；
[0094] R6:第3透鏡L3的像側(cè)面的曲率半徑；
[0095] R7:第4透鏡L4的物側(cè)面的曲率半徑；
[0096] R8:第4透鏡L4的像側(cè)面的曲率半徑；
[0097] R9:玻璃平板GF的物側(cè)面的曲率半徑；
[0098] R10:玻璃平板GF的像側(cè)面的曲率半徑；
[0099] d:透鏡的中心厚度與透鏡之間的距離；
[0100] dl:第1透鏡L1的中心厚度；
[0101] d2:第1透鏡L1的像側(cè)面到光圈S1的軸上距離；
[0102] d3:光圈S1到第2透鏡L2的物側(cè)面的軸上距離
[0103] d4:第2透鏡L2的中心厚度；
[0104] d5:第2透鏡L2的像側(cè)面到第3透鏡L3的物側(cè)面的軸上距離；
[0105] d6:第3透鏡L3的中心厚度；
[0106] d7:第3透鏡L3的像側(cè)面到第4透鏡L4的物側(cè)面的軸上距離；
[0107] d8:第4透鏡L4的中心厚度；
[0108] d9:第4透鏡L4的像側(cè)面到玻璃平板GF的物側(cè)面的軸上距離；
[0109] dio:玻璃平板GF的中心厚度；
[0110] dl 1:玻璃平板GF的像側(cè)面到成像面的軸上距離；
[0111] nd:d線的折射率；
[0112] ndl:第1透鏡L1的d線的折射率；
[0113] nd2:第2透鏡L2的d線的折射率；
[0114] nd3:第3透鏡L3的d線的折射率；
[0115] nd4:第4透鏡L4的d線的折射率；
[0116] nd5:玻璃平板GF的d線的折射率；
[0117] vd:阿貝數(shù)；
[0118] vl:第1透鏡L1的阿貝數(shù)；
[0119] v2:第2透鏡L2的阿貝數(shù)；
[0120] v3:第3透鏡L3的阿貝數(shù)；
[0121] v4:第4透鏡L4的阿貝數(shù)；
[0122] v5:玻璃平板GF的阿貝數(shù)；
[0123] TTL:光學(xué)長(zhǎng)度(第1透鏡L1的物側(cè)面到成像面的軸上距離）；
[0124] LB:第4透鏡L4的像側(cè)面到成像面的軸上距離(包含玻璃平板GF的厚度）；
[0125] IH:像高
[0126] y=(x2/R)/[l+{l-(k+l)(x2/R2)}l/2]+A4x4+A6x6+A8x8+A10xl0+A12xl2+A14xl4 +A16xl6(6)
[0127] 其中，R是軸上的曲率半徑，k是圓錐系數(shù)，六4^6^8^10^12^14^16是非球面系 數(shù)。
[0128] 為方便起見(jiàn)，各個(gè)透鏡面的非球面使用公式(6)中所示的非球面。但是，本發(fā)明不 限于該公式(6)表示的非球面多項(xiàng)式形式。
[0129] (實(shí)例 1)
[0130]圖2是實(shí)例1中攝像鏡頭LA的配置構(gòu)成圖。表1的數(shù)據(jù)有:實(shí)例1中構(gòu)成攝像鏡頭LA 的第1透鏡L1~第4透鏡L4的物側(cè)面以及像側(cè)面的曲率半徑R、透鏡的中心厚度以及透鏡間 的距離d、折射率nd、阿貝數(shù)vd。表2中的數(shù)據(jù)有:圓錐系數(shù)k、非球面系數(shù)。
[0131]【表1】
[0133]【表2】
[0135] 后出現(xiàn)的表5示出各實(shí)例1、2中各種數(shù)值與條件公式（1)~（5)中已規(guī)定的參數(shù)所 對(duì)應(yīng)的值。
[0136] 如表5所示，實(shí)例1滿足條件公式(1)~(5)。
[0137] 實(shí)例1中攝像鏡頭LA的軸向像差見(jiàn)圖3,垂軸色差見(jiàn)圖4,場(chǎng)曲和畸變見(jiàn)圖5所示。另 外，圖5的場(chǎng)曲S是弧矢方向的場(chǎng)曲，T是子午方向的場(chǎng)曲。在實(shí)例2中也是如此。如圖3~5所 示，實(shí)例1中攝像鏡頭LA的2 ? = 83.5°、TTL = 2.956mm、Fno = 1.94，且為小型、高通光量的廣 角鏡頭，這就不難理解為何具有優(yōu)秀的光學(xué)特征。
[0138] (實(shí)例2)
[0139] 圖6是實(shí)例2中攝像鏡頭LA的配置構(gòu)成圖。表3顯示的是構(gòu)成實(shí)例2中攝像鏡頭LA的 第1透鏡L1~第4透鏡L4各個(gè)透鏡的物側(cè)面以及像側(cè)面的曲率半徑R、透鏡的中心厚度以及 透鏡間的距離d、折射率nd、阿貝數(shù)vd。表4顯示的是圓錐系數(shù)k和非球面系數(shù)。
[0140] 【表3】
[0142]【表4】
[0143]
[0144]如表5所不，實(shí)例2滿足條件公式（1)~(5)。
[0145] 實(shí)例2中攝像鏡頭LA的軸向像差見(jiàn)圖7,垂軸色差見(jiàn)圖8,場(chǎng)曲和畸變見(jiàn)圖9所示。如 圖7~9所示，實(shí)例2中攝像鏡頭1^的全畫(huà)角2?=83.5°，111 = 2.952、？11〇 = 1.96，且為小型、 高通光量的廣角鏡頭，這就不難理解為何其具有優(yōu)秀的光學(xué)特征。
[0146] 表5示出各實(shí)例的各種數(shù)值與條件公式（1)~（5)中已規(guī)定的參數(shù)所對(duì)應(yīng)的值。另 外、表 5 中所示的單位分別是 2 〇 (°)、f(mm)、fl(mm)、f2(mm)、f3(mm)、f4(mm)、TTL(mm)、LB (mm)、IH(mm)〇
[0147] 【表5】
[0149]本發(fā)明的保護(hù)范圍并不以上述實(shí)施方式為限，但凡本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)本發(fā) 明所揭示內(nèi)容所作的等效修飾或變化，皆應(yīng)納入權(quán)利要求書(shū)中記載的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種攝像鏡頭，其特征在于:從物側(cè)開(kāi)始依次配置有:具有正折射率的第1透鏡、具有 負(fù)折射率的第2透鏡、具有正折射率的第3透鏡、具有負(fù)折射率的第4透鏡，并且滿足以下條 件公式(1)~(3)， 1.25^fl/f ^1.50 (1)； -2.00^f4/f ^-0.90 (2)； -2.50^ (R1+R2)/(R1-R2) ^-1.25 (3)； 其中， f:攝像鏡頭整體的焦點(diǎn)距離； Π :第1透鏡的焦點(diǎn)距離； f4:第4透鏡的焦點(diǎn)距離； Rl:第1透鏡的物側(cè)面的曲率半徑； R2:第1透鏡的像側(cè)面的曲率半徑。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像鏡頭，其特征在于:滿足下列條件公式(4)， -4.00^f2/f ^-2.00 (4)； 其中， f:攝像鏡頭整體的焦點(diǎn)距離； f2:第2透鏡的焦點(diǎn)距離。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像鏡頭，其特征在于:滿足下列條件公式(5)， 0.40^f3/f ^1.00 (5)； 其中， f:攝像鏡頭整體的焦點(diǎn)距離； f3:第3透鏡的焦點(diǎn)距離。
【文檔編號(hào)】G02B13/06GK105892019SQ201610281630
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年4月30日
【發(fā)明人】石榮寶, 寺岡弘之
【申請(qǐng)人】瑞聲科技(新加坡)有限公司