專利名稱：：超廣角百萬像素車載鏡頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型涉及一種車載鏡頭系統(tǒng)，尤其適合于環(huán)境比較惡劣的室外監(jiān)控及車載相機(jī)系統(tǒng)的超廣角百萬像素車載鏡頭。
背景技術(shù)：
：目前車載相機(jī)用廣角鏡頭一般采用5片至8片玻璃鏡片組成，如中國專利號為200710201261的廣角鏡頭，就采用6片玻璃鏡片組成，但是這種廣角鏡頭不僅重量較重，且當(dāng)視場角超過90°后，失真將會非常嚴(yán)重。為此，也有日本企業(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，如中國專利號為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，雖然可以糾正光學(xué)失真，但通光性能較弱，解像力較低，無法滿足攝像監(jiān)視系統(tǒng)高通光能力和高清晰度的要求。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(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、高通光能力和符合高清晰度要求的超廣角鏡頭。一種超廣角百萬像素車載鏡頭，所述的廣角鏡頭從物方開始依次包括具有負(fù)光焦度的前透鏡群組，具有正光焦度的后透鏡群組，光闌設(shè)在前透鏡群組和后透鏡群組之間，其特征在于-所述的前透鏡群組的第一透鏡為凸向物方的負(fù)彎月鏡片，第二透鏡為負(fù)彎月或雙凹鏡片，第三透鏡為雙凸的正光焦度鏡片；所述的后透鏡群組的第四透鏡和第五透鏡組成一個膠合鏡片，具有正的光焦度的第四透鏡在前，具有負(fù)光焦度的第五鏡片在后，第六透鏡為雙凸的正光焦度鏡片。所述的前透鏡群組滿足下面的條件公式-8.5》？前》-30，-8.5》？前/1^》-30其中F前表示前透鏡群組的組合焦距值，F(xiàn)表示所述鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)的整組焦距值。所述的后透鏡群組滿足下面的條件公式5.0》F后》2.5，5.0^F后/F》2.5其中F后表示后透鏡群組的組合焦距值，F(xiàn)表示所述鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)的整組焦距值。所述的前透鏡群組和后透鏡群組滿足下面的條件公式-2.5》？前/后》陽10其中F前表示前透鏡群組的組合焦距值，F(xiàn)后表示后透鏡群組的組合焦距值。所述的第一透鏡滿足下面的條件公式Nd禮75，Vd》45其中Nd表示第一透鏡材料的d光折射率，Vd表示第一透鏡材料的d光阿貝常數(shù)。所述的第三透鏡滿足下面的條件公式Nd》1.8，Vd《25其中Nd表示第三透鏡材料的d光折射率，Vd表示第三透鏡材料的d光阿貝常數(shù)。所述的光學(xué)鏡頭總視場角要滿足下述公式220°》2"》140°。所述的第二透鏡和第六透鏡為非球面透鏡，非球面鏡面滿足公式Z(/z)=~~,"+屈4+朋6+CA8+D//1。+W12l+Vl-(l+A:)c2/12式中Z為非球面沿光軸方向在高度為h的位置時，距非球面頂點(diǎn)的距離矢高。c=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)。所述的光學(xué)鏡頭的光學(xué)長度滿足下述條件21》TTL》15其中，TTL表示所述的光學(xué)鏡頭的第一透鏡物方側(cè)最外點(diǎn)至成像焦平面的距離。所述的第一透鏡采用雙球面的玻璃鏡片；第三透鏡采用高色散雙球面的玻璃鏡片；第二、第六透鏡采用塑料材質(zhì)的非球面鏡片；第四透鏡采用雙凸玻璃鏡片；第五透鏡采用負(fù)彎月玻璃鏡片。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)超廣角、大相對孔徑、小畸變和較高成像清晰度，并保證在-40'C—85'C的溫度范圍內(nèi)仍能保持較完美的成像清晰度，特別適用于環(huán)境比較惡劣的室外監(jiān)控和車載相機(jī)系統(tǒng)。本實(shí)用新型與鏡片數(shù)相等的其它光學(xué)鏡頭相比，采用了2片塑料非球面鏡片，具有重量輕、成本低的優(yōu)點(diǎn)，也可有效校正光學(xué)系統(tǒng)中的像差，以達(dá)到較高的解像水平和較廣的視場角。圖A1為本實(shí)用新型的第一實(shí)施例結(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A2為本實(shí)用新型的第一實(shí)施例色差曲線圖。圖A3為本實(shí)用新型的第一實(shí)施例像散曲線圖圖A4為本實(shí)用新型的第一實(shí)施例畸變曲線圖。圖A5為本實(shí)用新型的第一實(shí)施例MTF曲線圖。圖B1為本實(shí)用新型的第二實(shí)施例結(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B2為本實(shí)用新型的第二實(shí)施例色差曲線圖。圖B3為本實(shí)用新型的第二實(shí)施例像散曲線圖圖B4為本實(shí)用新型的第二實(shí)施例畸變曲線圖。圖B5為本實(shí)用新型的第二實(shí)施例MTF曲線圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合上述附圖對本實(shí)用新型實(shí)施例再進(jìn)行具體說明。超廣角百萬像素車載鏡頭如圖Al和圖Bl所示，該光學(xué)鏡頭由物側(cè)至像側(cè)依次為第一鏡片L1、第二鏡片L2、第三鏡片L3、光闌r7、第四鏡片L4、第五鏡片L5、第六鏡片L6、濾色片GF、成像面IMA。第一鏡片L1，它具有負(fù)的光焦度的負(fù)彎月鏡片，是兩面都是球面的玻璃透鏡元件；第二鏡片L2，它具有負(fù)的光焦度的負(fù)彎月鏡片或雙凹鏡片，是兩面都是非球面的塑料透鏡元件；第三鏡片L3，它具有正的光焦度的雙凸鏡片，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玻璃鏡片，第五鏡片L5，它具有負(fù)的光焦度的負(fù)彎月玻璃鏡片，且L4與L5組合成一膠合鏡片；第六鏡片L6，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。本實(shí)用新型六個鏡片組成具有負(fù)的光焦度前透鏡群組和具有正的光焦度后透鏡群組。所述的前鏡群組包括兩個具有負(fù)光焦度的第一、第二透鏡和一個具有正光焦度的第三透鏡組成；所述的后透鏡群組包括一個膠合鏡片組和一個具有正光焦度的第六透鏡組成。同時第二透鏡和第六透鏡為非球面鏡片，且至少有一面含有非球面鏡面。通過如此配置，可實(shí)現(xiàn)超廣角、大相對孔徑、小畸變和較高的成像清晰度，并能夠保證在-40'C+85。C的溫度范圍內(nèi)仍保持較完美的成像清晰度，特別適用于室外監(jiān)控和車載相機(jī)系統(tǒng)。此外，所述的前、后透鏡群組滿足條件公式-8.5》F前》-30，-8.5》F前/F》陽30，5.0》F后》2.5,5.0》F后/F》2.5，國2.5》F前/F后》-10，其中F前表示前透鏡群組的組合焦距值；F表示鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)的整組焦距值；F后表示后透鏡群組的組合焦距值。這樣合理控制前、后透鏡群組的光焦度分配比例，一方面有利于控制前透鏡組的入射光線高度，以減小光學(xué)系統(tǒng)高級像差和鏡片的外徑；另一方面可減小經(jīng)過后透鏡群組的主光線出射角度，以提高光學(xué)系統(tǒng)的相對亮度。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"0°視場角、甚至180°視場角以上的光線并減小第一個鏡片的口徑，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，能快速會聚前兩個負(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。光學(xué)鏡頭的第一透鏡采用玻璃鏡片，能有效保護(hù)光學(xué)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，第二和第六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,以達(dá)到較高的解像水平和較廣的視場角。本實(shí)用新型第一實(shí)施例如圖Al所示，第二實(shí)施例如圖Bl所示，第一實(shí)施例特別應(yīng)用于視場角》150。的車載相機(jī)系統(tǒng)，第二實(shí)施例特別應(yīng)用于視場角》180°的車載相機(jī)系統(tǒng)，在結(jié)構(gòu)上第一實(shí)施例與第二實(shí)施例的區(qū)別僅在于第二鏡片L2，第一實(shí)施例的第二鏡片L2是具有負(fù)的光焦度的負(fù)彎月鏡片；而第二實(shí)施例的第二鏡片L2是具有負(fù)的光焦度的雙凹鏡片，其余都相同。圖A2至圖A5為相應(yīng)于第一實(shí)施例的光學(xué)性能曲線圖，其中圖A2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A3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A4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A5為MTF曲線圖，代表了一個光學(xué)系統(tǒng)的綜合解像水平。在第一和第二實(shí)施例中，該光學(xué)鏡頭的整體焦距值為F，光圈值為FNO，視場角為2co，鏡頭總長TTL，并由物方側(cè)開始，將各個鏡面依次編號，第一鏡片Ll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和第五鏡片L5的鏡面為r8、r9、r10，第六鏡片L6的鏡面為rll、r12，濾色片GF的鏡面為r13、r14，且第二透鏡L2和第六透鏡L6的非球面鏡面的公式為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>式中Z為非球面沿光軸方向在高度為h的位置時，距非球面頂點(diǎn)的距離矢高。c=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，中E-05表示10—5。實(shí)施例1當(dāng)F=1.08mm，F(xiàn)NO=2.0，2"=155°，TTL=17.66mm時的鏡頭光學(xué)參數(shù)見表l:表1<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>上表中打"*"號的鏡面為非球面，其相關(guān)參數(shù)如表2:下表列出的是實(shí)施例1非球面系數(shù)K、A、B、C、D、E:表2<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>上表中打"*"號的鏡面為非球面，其相關(guān)參數(shù)見表4:下表列出的是實(shí)施例2非球面系數(shù)K、A、B、C、D、E:表4<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>權(quán)利要求1、一種超廣角百萬像素車載鏡頭，所述的廣角鏡頭從物方開始依次包括具有負(fù)光焦度的前透鏡群組，具有正光焦度的后透鏡群組，光闌設(shè)在前透鏡群組和后透鏡群組之間，其特征在于所述的前透鏡群組的第一透鏡為凸向物方的負(fù)彎月鏡片，第二透鏡為負(fù)彎月或雙凹鏡片，第三透鏡為雙凸的正光焦度鏡片；所述的后透鏡群組的第四透鏡和第五透鏡組成一個膠合鏡片，具有正光焦度的第四透鏡在前，具有負(fù)光焦度的第五鏡片在后，第六透鏡為雙凸的正光焦度鏡片。2、如權(quán)利要求1所述的超廣角百萬像素車載鏡頭，其特征在于所述的前透鏡群組滿足下面的條件公式-8.5》F前^-30，-8.5》？前/1》-30其中F前表示前透鏡群組的組合焦距值，F(xiàn)表示所述鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)的整組焦距值。3、如權(quán)利要求1所述的超廣角百萬像素車載鏡頭，其特征在于所述的后透鏡群組滿足下面的條件公式5.0》F后》2.5，5.0》F后/F》2.5其中F后表示后透鏡群組的組合焦距值，F(xiàn)表示所述鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)的整組焦距值。4、如權(quán)利要求1所述的超廣角百萬像素車載鏡頭，其特征在于所述的前透鏡群組和后透鏡群組滿足下面的條件公式-2.5》卩前/后》-10其中F前表示前透鏡群組的組合焦距值，F(xiàn)后表示后透鏡群組的組合焦距值。5、如權(quán)利要求1所述的超廣角百萬像素車載鏡頭，其特征在于所述的第一透鏡滿足下面的條件公式Nd禮75，Vd》45其中Nd表示第一透鏡材料的d光折射率，Vd表示第一透鏡材料的d光阿貝常數(shù)。6、如權(quán)利要求1所述的超廣角百萬像素車載鏡頭，其特征在于所述的第三透鏡滿足下面的條件公式Nd》1.8，Vd《25其中Nd表示第三透鏡材料的d光折射率，Vd表示第三透鏡材料的d光阿貝常數(shù)。7、如權(quán)利要求1所述的超廣角百萬像素車載鏡頭，其特征在于所述的光學(xué)鏡頭總視場角要滿足下述公式220°》2">140°。8、如權(quán)利要求1所述的超廣角百萬像素車載鏡頭，其特征在于所述的第二透鏡和第六透鏡為非球面透鏡，非球面鏡面滿足公式z(;o=——,+^;/+5/z6+c/j8+da10+￡/i12l+^/i-(i+;t)c2/12式中z為非球面沿光軸方向在高度為h的位置時，距非球面頂點(diǎn)的距離矢高。c=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)。9、如權(quán)利要求1所述的超廣角百萬像素車載鏡頭，其特征在于所述的光學(xué)鏡頭的光學(xué)長度滿足下述條件2DTTD15其中，TTL表示所述的光學(xué)鏡頭的第一透鏡物方側(cè)最外點(diǎn)至成像焦平面的距離。10、如權(quán)利要求19任一項(xiàng)所述的超廣角百萬像素車載鏡頭，其特征在于所述的第一透鏡采用雙球面的玻璃鏡片；第三透鏡采用高色散雙球面的玻璃鏡片；第二、第六透鏡采用塑料材質(zhì)的非球面鏡片；第四透鏡采用雙凸玻璃鏡片；第五透鏡采用負(fù)彎月玻璃鏡片。專利摘要一種超廣角百萬像素車載鏡頭，包括2個透鏡群組和光闌組成，其中從物方開始依次設(shè)有具有負(fù)光焦度的前透鏡群組、光闌和具有正光焦度的后透鏡群組。所述的前透鏡群組由兩個具有負(fù)光焦度的第一、第二透鏡和一個具有正光焦度的第三透鏡組成；所述的后透鏡群組由一個膠合鏡片組和一個具有正光焦度的第六透鏡組成。同時第二透鏡和第六透鏡為非球面鏡片，且至少有一面含有非球面鏡面。本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)超廣角、大相對孔徑和小畸變，保證在-40℃～+85℃的溫度范圍內(nèi)仍具有高通光能力和高清晰度，特別適用于環(huán)境比較惡劣的室外監(jiān)控和車載相機(jī)系統(tǒng)。文檔編號G02B1/00GK201434931SQ20092012216公開日2010年3月31日申請日期2009年6月9日優(yōu)先權(quán)日2009年6月9日發(fā)明者裘文偉申請人:寧波舜宇車載光學(xué)技術(shù)有限公司