專利名稱：：大廣角小畸變車載鏡頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型涉及一種車用廣角鏡頭，尤其涉及一種大廣角小畸變車載鏡頭。
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，鏡頭長度比較短，不適合于一般對(duì)鏡頭長度有特定要求的相機(jī)系統(tǒng)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷而提供一種重量輕、成本低、總視場角大、畸變小且TTL長度》20mm的車載鏡頭。根據(jù)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種大廣角小畸變車載鏡頭，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Nd》l,7，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)。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2.2》F3/F4》1.4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0,20》F/F3》0.10其中F3表示第三透鏡元件的焦距值，F(xiàn)表示所述車載鏡頭整體焦距值。所述的車載鏡頭總視場角要滿足下述公式2"=120170°。所述的車載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》20。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，本實(shí)用新型只采用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，達(dá)到令人滿意的光學(xué)特性和較寬的總視場角，大相對(duì)孔徑和小畸變，同時(shí)具有較長的鏡頭總長即TTL接近25mm,以滿足內(nèi)置化車載相機(jī)的特殊應(yīng)用要求。圖1為本實(shí)用新型的結(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為本實(shí)用新型的色差曲線圖。圖3為本實(shí)用新型的像散曲線圖。圖4為本實(shí)用新型的畸變曲線圖。圖5為本實(shí)用新型的MTF曲線圖。具體實(shí)施方式以下將結(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。大廣角小畸變車載鏡頭，如圖1所示，其特別應(yīng)用于視場角=145°的車載相機(jī)系統(tǒng)。鏡頭由物方至像方依次為第一透鏡元件Ll、第二透鏡元件L2、第三透鏡元件L3、光闌r7、第四透鏡元件L4、濾色片GF、成像面IMA。第一透鏡元件Ll是具有負(fù)的光焦度并凸向物方的、兩面都是彎月型球面的玻璃透鏡；第二透鏡元件L2是具有負(fù)的光焦度并凸向物方的、兩面都是彎月型非球面的塑料透鏡；第三透鏡元件L3是具有正的光焦度、兩面都是球面的雙凸玻璃透鏡；第四透鏡元件L4是具有正的光焦度、兩面都是非球面的雙凸塑料透鏡；光闌r7位于第三透鏡元件L3和第四透鏡元件L4之間。本實(shí)用新型第一透鏡元件Ll采用折射率Nd》1.7，阿貝常數(shù)Vd》45的高折射率低色散材料，能有效導(dǎo)入140。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L3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。第一透鏡元件Ll和第二透鏡元件L2的焦距值要滿足公式2.75》Fl/F2》1.75，因當(dāng)F1/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弓I起體積過大。第三透鏡元件L3和第四透鏡元件L4的焦距值要滿足公式2.2》F3/F4》1.4，因當(dāng)F3/F3<1.4時(shí)，第三透鏡光焦度過大，一方面使得鏡頭的TTL無法做長，另一方面使鏡頭的出射角CRA增大，引起相對(duì)亮度下降；當(dāng)F3/F4〉2.2時(shí)，則第四透鏡光焦度過大，增加了高級(jí)像差。當(dāng)車載鏡頭的整體焦距值為F，第三透鏡元件L3焦距為F3時(shí)，須滿足條件0.20》F/F3》0.10,此條件主要控制鏡頭的TTL長度。車載鏡頭的第一透鏡元件Ll采用玻璃鏡片，能有效保護(hù)車載鏡頭在使用過程中防刮擦及抵抗惡劣的環(huán)境變化影響，第三透鏡元件L3采用高色散玻璃鏡片，能有效補(bǔ)償光學(xué)系統(tǒng)的色差，第二和第四透鏡元件L2和L4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。在本實(shí)施案例中，該車載鏡頭的整體焦距值為F，光圈值為FNO，視場角為2co=145a，鏡頭總長TTL接近25mm,并由物方側(cè)開始，將各個(gè)鏡面依次編號(hào)，第一透鏡元件L1的鏡面曲率半徑為rl、r2，第二透鏡元件L2的鏡面曲率半徑為r3、r4，第三透鏡元件L3的鏡面曲率半徑為r5、r6，光闌面為r7，第四透鏡元件L4的鏡面曲率半徑為r8、r9，濾色片GF的鏡面為r10、rll，且非球面鏡面的公式為z(;o=——,"+屈4+朋6+c//8+仍1。+易12l+Vl-(l+it)cV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sagc=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10一5。本實(shí)用新型F^.15mm，F(xiàn)N0=2.0，2co=145°，TTL=25mm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)Vd114.130.81.8160046.6225.003.79氺36.780.951.5434056.04*41.552.19514.983.31.8466623.826-14.984.667infinity0.29氺818.334.331.5434056.04*9-2.310.110infinity0.551.5168064.1611infinityIMAinfinity表i中打"+"號(hào)的鏡面為非球面，其相關(guān)參數(shù)見表2:非球面系數(shù)K、A、B、C、D、E:表2<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>圖2至圖5為相應(yīng)于本實(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，該車載鏡頭已將各種像差補(bǔ)正到足以實(shí)用的水平。權(quán)利要求1、一種大廣角小畸變車載鏡頭，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所述的大廣角小畸變車載鏡頭，其特征在于所述的第一透鏡元件滿足下面的條件公式Nd》1.7，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所述的大廣角小畸變車載鏡頭，其特征在于所述的第三透鏡元件滿足下面的條件公式Nd》L8，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所述的大廣角小畸變車載鏡頭，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》Fl/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所述的大廣角小畸變車載鏡頭，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2.2》F3/F4》1.4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所述的大廣角小畸變車載鏡頭，其特征在于所述的第三透鏡元件滿足下面的條件公式0.20》F/F3》0.10其中F3表示第三透鏡元件的焦距值，F(xiàn)表示所述車載鏡頭整體焦距值。7、如權(quán)利要求1所述的大廣角小畸變車載鏡頭，其特征在于所述的車載鏡頭總視場角要滿足下述公式2"=120170°。8、如權(quán)利要求1所述的大廣角小畸變車載鏡頭，其特征在于所述的車載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^20。9、如權(quán)利要求18任一項(xiàng)所述的大廣角小畸變車載鏡頭，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。專利摘要本實(shí)用新型公開了一種大廣角小畸變車載鏡頭，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。本設(shè)計(jì)即使在較少的鏡片組成條件下，不僅使鏡頭重量減輕、成本降低，同時(shí)仍可實(shí)現(xiàn)大廣角、大相對(duì)孔徑、小畸變和較長的鏡頭總長，可有效校正光學(xué)系統(tǒng)中的像差，達(dá)到令人滿意的光學(xué)特性和較寬的總視場角，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)G02B13/06GK201421516SQ20092012086公開日2010年3月10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