專利名稱：：一種廣角鏡頭及攝像機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種光學(xué)鏡頭，尤其涉及一種廣角鏡頭及攝像機(jī)。
背景技術(shù)：
：現(xiàn)代影像裝置已被廣泛應(yīng)用在各領(lǐng)域中，當(dāng)影像裝置應(yīng)用于某些特定領(lǐng)域中時(shí)，會(huì)需要廣角鏡頭以增加視場(chǎng)。廣角鏡頭是一些大視場(chǎng)項(xiàng)目的重要組件，如監(jiān)控裝置，近年來(lái)日趨流行的汽車倒車后視鏡等等。鏡頭的成像性能及視場(chǎng)的大小決定廣角鏡頭的優(yōu)劣，因而鏡頭的性能及視場(chǎng)成為設(shè)計(jì)廣角鏡頭的重要考慮因素。為了保證高的成像品質(zhì)和亮度，達(dá)到足夠的視場(chǎng)角，數(shù)碼成像系統(tǒng)需要較大的空間來(lái)屈折光線，往往采用增加鏡片的數(shù)量，采用高折射率低色散值的優(yōu)質(zhì)材質(zhì)，或者采用非球面的面形的方法來(lái)校正象差，提高成像質(zhì)量；這種產(chǎn)品長(zhǎng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到輕薄短小的要求，且單個(gè)鏡頭的面形較為復(fù)雜；一方面從而增加了鏡頭體積，另一方面不易加工成型，導(dǎo)致生產(chǎn)成本較高。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)廣角鏡頭要達(dá)到較大視場(chǎng)角時(shí)需要較多的鏡片，從而帶來(lái)成本較高的問題。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種廣角鏡頭，該鏡頭包括具有負(fù)光焦度的前組、具有正光焦度的后組和濾光片，所述前組包括第一負(fù)透鏡和第二負(fù)透鏡，所述后組包括自物方至像方依次排列的第一正透鏡、第二正透鏡和第三正透鏡，所述濾光片位于所述第三正透鏡之后。本發(fā)明還提供了一種基于該廣角鏡頭的攝像機(jī)，至少包括具有負(fù)光焦度的前組、具有正光焦度的后組和濾光片，所述前組包括第一負(fù)透鏡和第二負(fù)透鏡，所述后組包括自物方至像方依次排列的第一正透鏡、第二正透鏡和第三正透鏡，所述濾光片位于所述第三正透鏡之后。本發(fā)明提供的廣角鏡頭采用較少的鏡片，并根據(jù)各鏡片的排列，達(dá)到了視場(chǎng)角較大的廣角鏡頭，降低了其生產(chǎn)成本。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，降低了它的生產(chǎn)難度，制造便宜。該廣角鏡頭，其光學(xué)全長(zhǎng)小于28mm，其模塊高度可做到比較短，使其可較小的作為車載廣角鏡頭，監(jiān)控鏡頭等使用，較好的滿足了攝像頭的小巧化；其全視場(chǎng)達(dá)到200度，可滿足較寬的取景范圍。圖1是本發(fā)明廣角鏡頭實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明廣角鏡頭實(shí)施例的MTF(光學(xué)傳遞函數(shù))圖；圖3是本發(fā)明廣角鏡頭實(shí)施例的光學(xué)畸變圖；圖4是本發(fā)明廣角鏡頭實(shí)施例的場(chǎng)曲圖；圖5是本發(fā)明廣角鏡頭實(shí)施例的球差3圖6是本發(fā)明廣角鏡頭實(shí)施例的橫軸色差圖。具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。圖l示出了本發(fā)明提供的廣角鏡頭的結(jié)構(gòu)示意圖，為了便于說(shuō)明，僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分。該廣角鏡頭，其包括具有負(fù)光焦度的前組、具有正光焦度的后組和濾光片，所述前組包括第一負(fù)透鏡1和第二負(fù)透鏡2，所述后組包括自物方至像方依次排列的第一正透鏡3、第二正透鏡和第三正透鏡6，所述濾光片7位于所述第三正透鏡6之后。其中第二正透鏡為膠合透鏡，包括第三負(fù)透鏡4和第四正透鏡5，所述第三負(fù)透鏡4和所述第四正透鏡5粘合在一起形成凸向像方的透鏡，所述第三負(fù)透鏡4靠近物方，所述第四正透鏡5靠近像方。該廣角鏡頭還包括固定光闌8，其中固定光闌8位于所述第一正透鏡和所述第二正透鏡之間。其中第一負(fù)透鏡1具有凸向物方的第一表面和上下端為平面且中央位置凹向像方的第二表面，位于鏡頭的始端，所述第二負(fù)透鏡2具有凹向物方的第三表面和上下端為平面且中央位置凹向像方的第四表面，所述第一正透鏡3具有凸向物方的第五表面和第六表面，所述第六表面為平面，所述第三負(fù)透鏡4具有凸向物方的第七表面和凹向像方的第八表面，所述第四正透鏡5具有凸向物方的第九表面和凸向像方的第十表面，第八表面和第九表面為所述第三負(fù)透鏡和所述第四正透鏡的膠合面，所述第三正透鏡6具有凸向物方的第十一表面和凹向像方的第十二表面。其中上述的所有表面均為球面。其中第一負(fù)透鏡1、第二負(fù)透鏡2、第一正透鏡3、第二正透鏡和第三正透鏡6均為玻璃材質(zhì)。其中第一負(fù)透鏡1的折射率和色散范圍可在1.45<ni<1.70，50<Vl<75，本優(yōu)選實(shí)施例中，采用H-QK1型號(hào)的玻璃材質(zhì)，其折射率和色散分別為ni=1.470466，Vl=66.8992。第二負(fù)透鏡2的折射率和色散范圍可在1.45<n2<1.75，50<v2<65，本優(yōu)選實(shí)施例中，采用N-SK14型號(hào)的玻璃材質(zhì)，其折射率和色散分別為ri2=1.603110，v2=60.596819。第一正透鏡3的折射率和色散范圍可在1.55<n3<1.70，30<v3<50，本優(yōu)選實(shí)施例中，采用F6型號(hào)的玻璃材質(zhì)，其折射率和色散分別為n3=1.636359，v3=35.3412。第三負(fù)透鏡4的折射率和色散范圍可在1.70<n4<1.85，20<v4<30，本優(yōu)選實(shí)施例中，采用N-SF1型號(hào)的玻璃材質(zhì)，其折射率和色散分別為114=1.717360，v4=29.6201。第四正透鏡5的折射率和色散范圍可在1.55<n5<1.70，50<v5<65，本優(yōu)選實(shí)施例中，采用H-ZK6型號(hào)的玻璃材質(zhì)，其折射率和色散分別為n5=1.612718，v5=58.578159。第三正透鏡6的折射率和色散范圍可在1.5<n6<1.65，55<v6<70，本優(yōu)選實(shí)施例中，采用BK8型號(hào)的玻璃材質(zhì)，其折射率和色散分別為ne=1.520152，v6=63.685744。在本實(shí)施例中，濾光片7為BK7，折射率和色散分別為n=1.5168，v=64.17。此外，濾光片7至少一表面鍍覆一層公知的紅外截止濾光膜(IR-cutCoating)，以濾除來(lái)自于被攝物反射光線中的紅外光線，從而提高成像質(zhì)量。其完全采用球面設(shè)計(jì)，從而可以通過(guò)優(yōu)化球面系數(shù)，來(lái)修正各種相差；通過(guò)玻璃材料的選擇來(lái)減小色差；同時(shí)采用玻璃鏡片設(shè)計(jì)可以提高亮度，增強(qiáng)透過(guò)率，同時(shí)獲得良好的成像質(zhì)量；同時(shí)因?yàn)樵O(shè)計(jì)中透鏡全部采用玻璃材質(zhì)，使其可耐高溫，耐潮濕，性能穩(wěn)定，適合工業(yè)使用。該種廣角鏡頭成像整體相高較高，視場(chǎng)角更大，故采用該種結(jié)構(gòu)的廣角鏡頭可以有效縮短鏡頭的總長(zhǎng)、減小鏡頭體積；第一負(fù)透鏡凸向物方，可以有效減小場(chǎng)曲和像散.同時(shí)使球差降低，第一正透鏡凸向物方，可減小主光線出射角，修正系統(tǒng)的軸外像差，使邊緣視場(chǎng)更好地聚焦，故采用該種結(jié)構(gòu)的光學(xué)鏡頭組件可以對(duì)各象差，進(jìn)行良好的矯正，使其得到較好的光學(xué)性能。本發(fā)明實(shí)施例的鏡面參數(shù)如下<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>上表中的厚度(間隔)指的是此面到下一個(gè)面的距離，如上表中第一表面行中厚度為38.048，即指的是第一負(fù)透鏡中前一面與后一面的距離，即第一負(fù)透鏡的厚度。而第二表面行中厚度5.334，指的是此面到下一面(即到第二負(fù)透鏡的第一面)的距離，此時(shí)就是指的鏡片間的間隔。本發(fā)明的鏡頭有效焦距為f=1.88mm，F(xiàn)/#=2.O，其光學(xué)全長(zhǎng)小于28mm，其全視場(chǎng)達(dá)到200度。其模塊高度可做到比較短，使其可較小的作為車載廣角鏡頭，監(jiān)控鏡頭等使用。圖2是廣角鏡頭的調(diào)制傳遞函數(shù)(ModulationTransferFunction,簡(jiǎn)稱MTF)曲線圖，圖中橫軸表示空間頻率，單位線對(duì)每毫米(lp/mm);縱軸表示調(diào)制傳遞函數(shù)(MTF)的數(shù)值，所述MTF的數(shù)值用來(lái)評(píng)價(jià)鏡頭的成像質(zhì)量，取值范圍為O-l，MTF曲線越高越直表示鏡頭的成像質(zhì)量越好，對(duì)真實(shí)圖像的還原能力越強(qiáng)。從圖2可以看出，各視場(chǎng)子午方向(T)和弧矢方向(S)方向的MTF曲線很靠近，其表明該鏡頭組件在各個(gè)視場(chǎng)，子午方向(T)和弧矢方向(S)這兩個(gè)方向的成像性能具有良好的一致性，能保證鏡頭組件在整個(gè)成像面上都能清晰成像，而不會(huì)出現(xiàn)中間清晰、邊緣模糊的情況。圖3是本實(shí)施例的廣角鏡頭的畸變示意圖，其中橫軸為百分比，縱軸為視場(chǎng)。畸變是實(shí)際鏡頭對(duì)物體成像時(shí)的一種歪曲，它會(huì)使直線成像為曲線，在實(shí)際成像中是不可避免的，畸變小于100%，其滿足較大的視場(chǎng)角。圖4是本發(fā)明實(shí)施例廣角鏡頭的場(chǎng)曲圖，從圖4可以看出，該廣角鏡頭的場(chǎng)曲小于0.10mm;能夠配合市場(chǎng)上主流的互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)/電荷藕合器件(ChargeCoupledDevice,簡(jiǎn)稱CCD)影像傳感器接收的要求。圖5是本發(fā)明廣角鏡頭實(shí)施例的球差圖。圖6是本實(shí)施例的橫軸色差示意圖，在圖5中最大視場(chǎng)角(MAXIUMFIELD)，即半視場(chǎng)角為100度，整體視場(chǎng)角為200度，圖中的橫軸為長(zhǎng)度大小，單位um(WE-6m)，艾利斑(Airy)，即在衍射極限(理想鏡頭的最佳成像狀況)的情況下，光線聚焦時(shí)最小光斑為艾利斑。從圖中可看出，廣角鏡頭的橫軸色差小于5iim，橫軸色差的大小均在艾利斑大小范圍內(nèi)，表示鏡頭的色差校正良好?！N攝像機(jī)，其包括具有負(fù)光焦度的前組、具有正光焦度的后組和濾光片，所述前組包括第一負(fù)透鏡1和第二負(fù)透鏡2，所述后組包括自物方至像方依次排列的第一正透鏡3、第二正透鏡和第三正透鏡6，所述濾光片7位于所述第三正透鏡6之后。其中第二正透鏡為膠合透鏡，包括第三負(fù)透鏡4和第四正透鏡5，所述第三負(fù)透鏡4和所述第四正透鏡5粘合在一起形成凸向像方的透鏡，所述第三負(fù)透鏡4靠近物方，所述第四正透鏡5靠近像方。該廣角鏡頭還包括固定光闌8，其中固定光闌8位于所述第一正透鏡和所述第二正透鏡之間。其中第一負(fù)透鏡1具有凸向物方的第一表面和上下端為平面且中央位置凹向像方的第二表面，位于鏡頭的始端，所述第二負(fù)透鏡2具有凹向物方的第三表面和上下端為平面且中央位置凹向像方的第四表面，所述第一正透鏡3具有凸向物方的第五表面和第六表面，所述第六表面為平面，所述第三負(fù)透鏡4具有凸向物方的第七表面和凹向像方的第八表面，所述第四正透鏡5具有凸向物方的第九表面和凸向像方的第十表面，第八表面和第九表面為所述第三負(fù)透鏡和所述第四正透鏡的膠合面，所述第三正透鏡6具有凸向物方的第十一表面和凹向像方的第十二表面。其中上述的所有表面均為球面。其中第一負(fù)透鏡1、第二負(fù)透鏡2、第一正透鏡3、第二正透鏡和第三正透鏡6均為玻璃材質(zhì)。其中第一負(fù)透鏡1的折射率和色散范圍可在1.45<ni<1.70，50<Vl<75，本優(yōu)選實(shí)施例中，采用H-QK1型號(hào)的玻璃材質(zhì)，其折射率和色散分別為ni=1.470466，Vl=66.8992。第二負(fù)透鏡2的折射率和色散范圍可在1.45<n2<1.75，50<v2<65，本優(yōu)選實(shí)施例中，采用N-SK14型號(hào)的玻璃材質(zhì)，其折射率和色散分別為ri2=1.603110，v2=60.596819。第一正透鏡3的折射率和色散范圍可在1.55<n3<1.70，30<v3<50，本優(yōu)選實(shí)施例中，采用F6型號(hào)的玻璃材質(zhì)，其折射率和色散分別為n3=1.636359，v3=35.3412。第三負(fù)透鏡4的折射率和色散范圍可在1.70<n4<1.85，20<v4<30，本優(yōu)選實(shí)施例中，采用N-SF1型號(hào)的玻璃材質(zhì)，其折射率和色散分別為114=1.717360，v4=29.6201。第四正透鏡5的折射率和色散范圍可在1.55<n5<1.70，50<v5<65，本優(yōu)選實(shí)施例中，采用H-ZK6型號(hào)的玻璃材質(zhì)，其折射率和色散分別為n5=1.612718，v5=58.578159。第三正透鏡6的折射率和色散范圍可在1.5<n6<1.65，55<v6<70，本優(yōu)選實(shí)施例中，采用BK8型號(hào)的玻璃材質(zhì)，其折射率和色散分別為ne=1.520152，v6=63.685744。在本實(shí)施例中，濾光片7為BK7，折射率和色散分別為n=1.5168，v=64.17。此外，濾光片7至少一表面鍍覆一層公知的紅外截止濾光膜(IR-cutCoating)，以濾除來(lái)自于被攝物反射光線中的紅外光線，從而提高成像質(zhì)量。本結(jié)構(gòu)全部采用玻璃球面，在可見光波段內(nèi)很好地校正了各種單色像差和色差，結(jié)構(gòu)緊湊，片數(shù)少，具有良好的像差特性，有效校正像差包括軸上像差(球差和軸向色差)與軸外像差(彗差，像散和垂軸色差)，其還具有小焦距、大視野、高清晰的特點(diǎn)。相對(duì)于現(xiàn)有加工技術(shù)，采取全球面設(shè)計(jì)，同時(shí)采用玻璃鏡片設(shè)計(jì)可以提高亮度，增強(qiáng)透過(guò)率，且耐高溫，耐潮濕。良好的初始結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，縮減了需要使用的鏡片數(shù)量，降低了生產(chǎn)成本。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。權(quán)利要求一種廣角鏡頭，其特征在于，包括具有負(fù)光焦度的前組、具有正光焦度的后組和濾光片，所述前組包括第一負(fù)透鏡和第二負(fù)透鏡，所述后組包括自物方至像方依次排列的第一正透鏡、第二正透鏡和第三正透鏡，所述濾光片位于所述第三正透鏡之后。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廣角鏡頭，其特征在于，所述第二正透鏡為膠合透鏡，包括第三負(fù)透鏡和第四正透鏡，所述第三負(fù)透鏡和所述第四正透鏡粘合在一起形成凸向像方的透鏡，所述第三負(fù)透鏡靠近物方，所述第四正透鏡靠近像方。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廣角鏡頭，其特征在于，所述鏡頭還包括固定光闌，所述固定光闌位于所述第一正透鏡和所述第二正透鏡之間。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的廣角鏡頭，其特征在于，所述第一負(fù)透鏡具有凸向物方的第一表面和上下端為平面且中央位置凹向像方的第二表面，位于鏡頭的始端，所述第二負(fù)透鏡具有凹向物方的第三表面和上下端為平面且中央位置凹向像方的第四表面，所述第一正透鏡具有凸向物方的第五表面和第六表面，所述第六表面為平面，所述第三負(fù)透鏡具有凸向物方的第七表面和凹向像方的第八表面，所述第四正透鏡具有凸向物方的第九表面和凸向像方的第十表面，第八表面和第九表面為所述第三負(fù)透鏡和所述第四正透鏡的膠合面，所述第三正透鏡具有凸向物方的第十一表面和凹向像方的第十二表面。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的廣角鏡頭，其特征在于，所有表面均為球面。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廣角鏡頭，其特征在于，所述第一負(fù)透鏡、第二負(fù)透鏡、第一正透鏡、第二正透鏡和第三正透鏡均為玻璃材質(zhì)。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)窺鏡鏡頭組件，其特征在于所述第一負(fù)透鏡的折射率nl范圍為1.45<ni<1.70，色散vl范圍為50<Vl<75;所述第二負(fù)透鏡的折射率n2范圍為1.45<n2<1.75，色散v2范圍為50<v2<65;所述第一正透鏡的折射率n3范圍為1.55<n3<1.70，色散v3范圍為30<v3<50;所述第三負(fù)透鏡的折射率n4范圍為1.70<n4<1.85，色散"范圍為20<^<30;所述第四正透鏡的折射率n5范圍為1.55<n5<1.70，色散v5范圍為50<v5<65;所述第三正透鏡的折射率n6范圍為1.5<n6<1.65，色散v6范圍為55<v6<70。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廣角鏡頭，其特征在于，所述濾光片的至少一表面鍍覆有紅外截止濾膜。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的廣角鏡頭，其特征在于，所述第一負(fù)透鏡的折射率為1.470466，色散為66.8992;所述第二負(fù)透鏡的折射率為1.603110，色散為60.596819;所述第一正透鏡的折射率為1.636359，色散為v3=35.3412;所述第三負(fù)透鏡的折射率為1.717360，色散為29.6201;所述第四正透鏡的折射率為1.612718，色散為58.578159;所述第三正透鏡的折射率為1.520152，色散為63.685744。10.—種攝像機(jī)，其特征在于，包括如權(quán)利要求1至9任意一項(xiàng)所述的廣角鏡頭。全文摘要本發(fā)明涉及一種廣角鏡頭及攝像機(jī)，該鏡頭包括具有負(fù)光焦度的前組、具有正光焦度的后組和濾光片，前組包括第一負(fù)透鏡和第二負(fù)透鏡，后組包括自物方至像方依次排列的第一正透鏡、第二正透鏡和第三正透鏡，濾光片位于所述第三正透鏡之后。還提供了一種基于該廣角鏡頭的攝像機(jī)，該廣角鏡頭采用較少的鏡片，并根據(jù)各鏡片的排列，達(dá)到了視場(chǎng)角較大的廣角鏡頭，降低了其生產(chǎn)成本。該廣角鏡頭結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，降低了它的生產(chǎn)難度，制造便宜，其光學(xué)全長(zhǎng)小于28mm，其模塊高度可做到比較短，使其可較小的作為車載廣角鏡頭，監(jiān)控鏡頭等使用，較好的滿足了攝像頭的小巧化，其全視場(chǎng)達(dá)到200度，可滿足較寬的取景范圍。文檔編號(hào)G02B5/20GK101762866SQ200810241689公開日2010年6月30日申請(qǐng)日期2008年12月25日優(yōu)先權(quán)日2008年12月25日發(fā)明者羊金鳳申請(qǐng)人:比亞迪股份有限公司