專利名稱：：超廣角微型光學(xué)鏡頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種光學(xué)鏡頭系統(tǒng)，尤其適合于監(jiān)控、車載相機(jī)及車載影像系統(tǒng)的超廣角微型光學(xué)鏡頭。
背景技術(shù)：
：各種車輛裝置包括汽車中的客車、貨車、摩托車等，為了確保駕駛員在進(jìn)行倒車動(dòng)作時(shí)的安全性，避免與車、人或其它物體碰撞而造成損失，因此在車輛后部安裝上本來只用于照相機(jī)的廣角鏡頭，通過該鏡頭攝取外界物體的畫面，通過線路傳輸讓坐在駕駛室的駕駛員觀看判斷，確保車輛與其它物體之間的安全。但目前車載相機(jī)用的廣角鏡頭，一般采用5片至8片玻璃鏡片組成，如中國專利文獻(xiàn)登載的專利申請(qǐng)?zhí)枮?00710201261.X的廣角鏡頭，就采用6片玻璃鏡片組成，但這種廣角鏡頭不僅重量較重，成本較高，且當(dāng)視場角超過9(T后，失真將會(huì)非常嚴(yán)重，為此，日本企業(yè)開發(fā)的廣角鏡頭采用非球面技術(shù)，以減輕重量、成本和減小變形量，如中國專利文獻(xiàn)登載的200610074775.9的廣角鏡頭，就采用4片透鏡組成，其中含2片至3片的非球面鏡片，但該鏡頭的通光性能較弱，特別是隨著鏡片數(shù)量的減少，視場角度不夠大，且尺寸較大，不適合于一般對(duì)鏡頭長度要求較短的相機(jī)系統(tǒng)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服上述的技術(shù)缺陷，提供一種成本低、重量輕、畸變小且TTL長度《14mm的超廣角微型光學(xué)鏡頭。根據(jù)上述發(fā)明目的，本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種超廣角微型光學(xué)鏡頭，其包括從物方開始依次設(shè)有第一透鏡元件、第二透鏡元件、第三透鏡元件和第四透鏡元件，光闌元件設(shè)在第三與第四透鏡元件之間，其特征在于所述的第一透鏡元件具有負(fù)的光焦度并凸向物方的彎月型鏡片；所述的第二透鏡元件具有負(fù)的光焦度并凸向物方的彎月型鏡片；所述的第三透鏡元件具有正的光焦度的雙凸鏡片；所述的第四透鏡元件具有正的光焦度的雙凸鏡片。所述的第一透鏡元件滿足下面的條件公式-其中Nd表示第一透鏡元件材料的d光折射率，Vd表示第一透鏡元件材料的d光阿貝常數(shù)。所述的第三透鏡元件滿足下面的條件公式Nd》1.8，Vd《25其中Nd表示第三透鏡元件材料的d光折射率，Vd表示第三透鏡元件材料的d光阿貝常數(shù)。所述的第一透鏡和第二透鏡元件滿足下面的條件公式2.75>F1/F2》1.75其中Fl表示第一透鏡元件的焦距值，F(xiàn)2表示第二透鏡元件的焦距值。所述的第三透鏡和第四透鏡元件滿足下面的條件公式1.9》F3/Fd.3其中F3表示第三透鏡元件的焦距值，F(xiàn)4表示第四透鏡元件的焦距值。所述的第三透鏡元件滿足下面的條件公式-F/F3》0.25其中F3表示第三透鏡元件的焦距值，F(xiàn)表示所述廣角鏡頭整體焦距值。所述的廣角鏡頭的水平視場角要滿足下述公式水平視場角HFOV》130。。所述的廣角鏡頭的第一透鏡物方側(cè)最外點(diǎn)至成像面的距離要滿足下述公式-TTL《14mm。所述的第一透鏡和第三透鏡元件為玻璃透鏡元件，第二和第四透鏡元件為非球面塑料透鏡元件。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明只用4片鏡片，使鏡頭重量減輕、成本降低，可有效校正光學(xué)系統(tǒng)中的像差，用最少的鏡片數(shù)量達(dá)到令人滿意的光學(xué)特性和較寬的總視場角，具有超薄的鏡頭總長TTL《14ram，以滿足內(nèi)置化車載相機(jī)的特殊應(yīng)用要求。圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。(物方處于最左側(cè)位置、像方處于最右側(cè)位置)。圖2為本發(fā)明的色差曲線圖。圖3為本發(fā)明的像散曲線圖。"圖4為本發(fā)明的畸變曲線圖。圖5為本發(fā)明的MTF曲線圖。具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合上述附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例再進(jìn)行詳細(xì)描述。本發(fā)明廣角鏡頭的實(shí)施案例如圖1所示，其特別應(yīng)用于水平視角>130°的車載相機(jī)系統(tǒng)。該廣角鏡頭由物側(cè)至像側(cè)依次為第一鏡片Ll、第二鏡片L2、第三鏡片L3、光闌r7、第四鏡片L4、濾色片GF、成像面IMA。第一鏡片L1，它具有負(fù)的光焦度，并凸向物方的彎月型鏡片是兩面都是球面的玻璃透鏡元件；第二鏡片L2，它具有負(fù)的光焦度，并凸向物方的彎月型鏡片是兩面都是非球面的塑料透鏡元件；第三鏡片L3，它具有正的光焦度雙凸鏡片，是兩面都是球面的玻璃透鏡元件；第四鏡片L4，它具有正的光焦度的雙凸鏡片，是兩面都是非球面的塑料透鏡元件，光闌位于第三和第四鏡片之間。此外，第一透鏡元件采用折射率Nd》1.75，阿貝常數(shù)Vd>45的高折射率低色散材料，能有效導(dǎo)入水平130°視場角以上的光線并減小第一個(gè)鏡片的口徑，以避免體積過大。第三透鏡元件采用折射率Nd^1.8，阿貝常數(shù)Vd《25的高折射率高色散材料，能快速會(huì)聚前兩個(gè)負(fù)光焦度透鏡過來的光線，且高色散材料能有效補(bǔ)償光學(xué)系統(tǒng)中的色差值。第一透鏡和第二透鏡元件的焦距值要滿足公式2.75^F1/F2》1.75，因當(dāng)Fl/F2〈1.75時(shí)，第一透鏡光焦度過大，使得第一透鏡的曲率半徑偏小，增加了高級(jí)像差；當(dāng)F1/F2〉2.75時(shí)，則第一透鏡光焦度過小，使得第一透鏡的鏡片口徑變大引起體積過大。第三透鏡和第四透鏡元件的焦距值要滿足公式1.9》F3/F4》1.3，因當(dāng)F3/F4<1.3時(shí)，第三透鏡光焦度過大，會(huì)使鏡頭的主光線出射角CRA增大，引起相對(duì)亮度下降；當(dāng)F3/F4〉1.9時(shí)，則第四透鏡的光焦度過大，增加高級(jí)像差的產(chǎn)生和加工工藝難度。當(dāng)鏡頭的整體焦距值為F，第三透鏡元件焦距為F3時(shí)，須滿足條件F/F3》0.25，此條件主要控制鏡頭的TTL長度，使鏡頭能夠達(dá)到微型化。鏡頭的第一透鏡采用玻璃鏡片，能有效保護(hù)廣角鏡頭在使用過程中防刮擦及抵抗惡劣的環(huán)境變化影響，第三透鏡采用高色散玻璃鏡片，能有效補(bǔ)償光學(xué)系統(tǒng)的色差，第二和第四透鏡采用特殊的耐高溫塑料材質(zhì)的非球面鏡片，一方面可以減少鏡片數(shù)量和重量，并降低成本；另一方面可有效校正光學(xué)系統(tǒng)中的像差，用最小的鏡片數(shù)量達(dá)到令人滿意的光學(xué)特性和較寬的總視場角。圖2至圖5為相應(yīng)于實(shí)施例的光學(xué)性能曲線圖，其中圖2為色差曲線圖(也可叫球差曲線圖)，由常用的F、d、C三色光的波長來表示，單位為mm。圖3為像散曲線圖，由常用的F、d、C三色光的波長來表示，單位為mm。圖4為畸變曲線圖，表示不同視場角情況下的畸變大小值，單位為％。圖5為MTF曲線圖，代表了一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的綜合解像水平。由圖可知，該廣角鏡頭已將各種像差補(bǔ)正到足以實(shí)用的水平。在本實(shí)施案例中，該廣角鏡頭的整體焦距值為F，光圈值為FNO，水平視場角為HFOV-138。，鏡頭總長TTL=10.4mm，并由物方側(cè)開始，將各個(gè)鏡面依次編號(hào)，第一鏡片L1的鏡面為rl、r2，第二鏡片L2的鏡面為r3、r4，第三鏡片L3的鏡面為r5、r6，光闌面為r7，第四鏡片L4的鏡面為r8、r9，濾色片GF的鏡面為r10、rll，且非球面鏡面的公式為-柳=——,"+屈4+朋6+CA8+加10+￡/12式中Z為非球面沿光軸方向在高度為h的位置時(shí)，距非球面頂點(diǎn)的距離矢高sagoc=l/r，r表示鏡面的曲率半徑，k為圓錐系數(shù)conic,A,B,C,D,E為高次非球面系數(shù)，而系數(shù)中的E代表科學(xué)記號(hào)，中E-05表示10'5。F=1.03mm，F(xiàn)NO=2.0,HFOV=138。，TTL=10.4mm本實(shí)用新型光學(xué)系統(tǒng)參數(shù)表見表1:表l面序號(hào)曲率半徑r中心厚度d折射率Nd阿貝常數(shù)Vd19.50.71.772549.622.7581.26氺33.2530.61.512056.26氺40.88191.275530.721.8466623.826-23.040.4567infinity0.289氺87.41.741.512056.26氺9-1.2660.110infinity0.31.5168064.1611infinityIMAinfinity上表中打"*"號(hào)的鏡面為非球面，其相關(guān)參數(shù)見表2:下表列出的是非球面系數(shù)K、A、B、C、D、E:表2<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>權(quán)利要求1、一種超廣角微型光學(xué)鏡頭，其包括從物方開始依次設(shè)有第一透鏡元件、第二透鏡元件、第三透鏡元件和第四透鏡元件，光闌元件設(shè)在第三與第四透鏡元件之間，其特征在于所述的第一透鏡元件具有負(fù)的光焦度并凸向物方的彎月型鏡片；所述的第二透鏡元件具有負(fù)的光焦度并凸向物方的彎月型鏡片；所述的第三透鏡元件具有正的光焦度的雙凸鏡片；所述的第四透鏡元件具有正的光焦度的雙凸鏡片。2、如權(quán)利要求1所述的超廣角微型光學(xué)鏡頭，其特征在于所述的第一透鏡元件滿足下面的條件公式Nd》1.75，Vd>45其中Nd表示第一透鏡元件材料的d光折射率，Vd表示第一透鏡元件材料的d光阿貝常數(shù)。3、如權(quán)利要求1所述的超廣角微型光學(xué)鏡頭，其特征在于所述的第三透鏡元件滿足下面的條件公式Nd》1.8,Vd《25其中Nd表示第三透鏡元件材料的d光折射率，Vd表示第三透鏡元件材料的d光阿貝常數(shù)。4、如權(quán)利要求1所述的超廣角微型光學(xué)鏡頭，其特征在于所述的第一透鏡和第二透鏡元件滿足下面的條件公式2.75>F1/F2》1.75其中Fl表示第一透鏡元件的焦距值，F(xiàn)2表示第二透鏡元件的焦距值。5、如權(quán)利要求1所述的超廣角微型光學(xué)鏡頭，其特征在于所述的第三透鏡和第四透鏡元件滿足下面的條件公式1.9^F3/F4禮3其中F3表示第三透鏡元件的焦距值，F(xiàn)4表示第四透鏡元件的焦距值。6、如權(quán)利要求1所述的超廣角微型光學(xué)鏡頭，其特征在于所述的第三透鏡元件滿足下面的條件公式F/F3》0.25其中F3表示第三透鏡元件的焦距值，F(xiàn)表示所述廣角鏡頭整體焦距值。7、如權(quán)利要求1所述的超廣角微型光學(xué)鏡頭，其特征在于所述的廣角鏡頭的水平視場角要滿足下述公式水平視場角HFOV》130。。8、如權(quán)利要求1所述的超廣角微型光學(xué)鏡頭，其特征在于所述的廣角鏡頭的第一透鏡物方側(cè)最外點(diǎn)至成像面的距離要滿足下述公式TTL《14mm。9、如權(quán)利要求18任一項(xiàng)所述的超廣角微型光學(xué)鏡頭，其特征在于所述的第一透鏡和第三透鏡元件為玻璃透鏡元件，第二和第四透鏡元件為非球面塑料透鏡元件。全文摘要本發(fā)明公開了一種超廣角微型光學(xué)鏡頭，其包括從物方開始依次設(shè)有第一、第二、第三、第四透鏡元件，光闌設(shè)在第三透鏡元件與第四透鏡元件之間，且第一、第二透鏡元件都具有負(fù)的光焦度并凸向物方的彎月型鏡片；第三、第四透鏡元件都具有正的光焦度的雙凸鏡片；且第二和第四透鏡元件為非球面。本發(fā)明只用4片鏡片，使鏡頭重量減輕、成本降低，可有效校正光學(xué)系統(tǒng)中的誤差，用最少的鏡片數(shù)量達(dá)到令人滿意的光學(xué)特性和較寬的總視場角，具有超薄的鏡頭總長TTL≤14mm，以滿足內(nèi)置化車載相機(jī)的特殊應(yīng)用要求。文檔編號(hào)G02B13/06GK101561549SQ200910098959公開日2009年10月21日申請(qǐng)日期2009年5月22日優(yōu)先權(quán)日2009年5月22日發(fā)明者裘文偉申請(qǐng)人:寧波舜宇車載光學(xué)技術(shù)有限公司