超广角微型光学镜头制造技术

本发明专利技术公开了一种超广角微型光学镜头，其包括从物方开始依次设有第一、第二、第三、第四透镜元件，光阑设在第三透镜元件与第四透镜元件之间，且第一、第二透镜元件都具有负的光焦度并凸向物方的弯月型镜片；第三、第四透镜元件都具有正的光焦度的双凸镜片；且第二和第四透镜元件为非球面。本发明专利技术只用４片镜片，使镜头重量减轻、成本降低，可有效校正光学系统中的误差，用最少的镜片数量达到令人满意的光学特性和较宽的总视场角，具有超薄的镜头总长ＴＴＬ≤１４ｍｍ，以满足内置化车载相机的特殊应用要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光学镜头系统，尤其适合于监控、车载相机及车载影像系统 的超广角微型光学镜头。
技术介绍
各种车辆装置包括汽车中的客车、货车、摩托车等，为了确保驾驶员在进行 倒车动作时的安全性，避免与车、人或其它物体碰撞而造成损失，因此在车辆后 部安装上本来只用于照相机的广角镜头，通过该镜头摄取外界物体的画面，通过 线路传输让坐在驾驶室的驾驶员观看判断，确保车辆与其它物体之间的安全。但目前车载相机用的广角镜头， 一般采用5片至8片玻璃镜片组成，如中国专利文 献登载的专利申请号为200710201261.X的广角镜头，就采用6片玻璃镜片组成， 但这种广角镜头不仅重量较重，成本较高，且当视场角超过9(T后，失真将会非 常严重，为此，日本企业开发的广角镜头采用非球面技术，以减轻重量、成本和 减小变形量，如中国专利文献登载的200610074775.9的广角镜头，就采用4片透 镜组成，其中含2片至3片的非球面镜片，但该镜头的通光性能较弱，特别是随 着镜片数量的减少，视场角度不够大，且尺寸较大，不适合于一般对镜头长度要 求较短的相机系统。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于克服上述的技术缺陷，提供一种成本低、重 量轻、畸变小且TTL长度《14mm的超广角微型光学镜头。 根据上述专利技术目的，本专利技术通过下述技术方案实现一种超广角微型光学镜头，其包括从物方开始依次设有第一透镜元件、第二 透镜元件、第三透镜元件和第四透镜元件，光阑元件设在第三与第四透镜元件之 间，其特征在于所述的第一透镜元件具有负的光焦度并凸向物方的弯月型镜片；所述的第二透镜元件具有负的光焦度并凸向物方的弯月型镜片；所述的第三透镜元件具有正的光焦度的双凸镜片；所述的第四透镜元件具有正的光焦度的双凸镜片。所述的第一透镜元件满足下面的条件公式-其中Nd表示第一透镜元件材料的d光折射率，Vd表示第一透镜元件材料的 d光阿贝常数。所述的第三透镜元件满足下面的条件公式 Nd》1.8， Vd《25其中Nd表示第三透镜元件材料的d光折射率，Vd表示第三透镜元件材料的 d光阿贝常数。所述的第一透镜和第二透镜元件满足下面的条件公式 2.75 >F1/F2》1.75其中Fl表示第一透镜元件的焦距值，F2表示第二透镜元件的焦距值。 所述的第三透镜和第四透镜元件满足下面的条件公式1.9》F3/Fd.3其中F3表示第三透镜元件的焦距值，F4表示第四透镜元件的焦距值。 所述的第三透镜元件满足下面的条件公式-F/F3》0.25其中F3表示第三透镜元件的焦距值，F表示所述广角镜头整体焦距值。 所述的广角镜头的水平视场角要满足下述公式水平视场角HFOV》130。。 所述的广角镜头的第一透镜物方侧最外点至成像面的距离要满足下述公式-TTL《14mm。所述的第一透镜和第三透镜元件为玻璃透镜元件，第二和第四透镜元件为非 球面塑料透镜元件。与现有技术相比，本专利技术只用4片镜片，使镜头重量减轻、成本降低，可有 效校正光学系统中的像差，用最少的镜片数量达到令人满意的光学特性和较宽的 总视场角，具有超薄的镜头总长TTL《14ram，以满足内置化车载相机的特殊应用 要求。 附图说明图1为本专利技术的结构示意图。(物方处于最左侧位置、像方处于最右侧位置)。 图2为本专利技术的色差曲线图。 图3为本专利技术的像散曲线图。 " 图4为本专利技术的畸变曲线图。 图5为本专利技术的MTF曲线图。具体实施例方式以下将结合上述附图对本技术实施例再进行详细描述。 本专利技术广角镜头的实施案例如图1所示，其特别应用于水平视角>130°的车载相机系统。该广角镜头由物侧至像侧依次为第一镜片Ll、第二镜片L2、第三镜片L3、光阑r7、第四镜片L4、滤色片GF、成像面IMA。第一镜片L1，它具有负的光焦度，并凸向物方的弯月型镜片是两面都是球面 的玻璃透镜元件；第二镜片L2，它具有负的光焦度，并凸向物方的弯月型镜片是 两面都是非球面的塑料透镜元件；第三镜片L3，它具有正的光焦度双凸镜片，是 两面都是球面的玻璃透镜元件；第四镜片L4，它具有正的光焦度的双凸镜片，是两面都是非球面的塑料透镜元件，光阑位于第三和第四镜片之间。此外，第一透镜元件采用折射率Nd》1.75，阿贝常数Vd>45的高折射率低色散材料，能有效导入水平130°视场角以上的光线并减小第一个镜片的口径，以避免体积过大。第三透镜元件采用折射率Nd^1.8，阿贝常数Vd《25的高折射率高色散材 料，能快速会聚前两个负光焦度透镜过来的光线，且高色散材料能有效补偿光学 系统中的色差值。第一透镜和第二透镜元件的焦距值要满足公式2.75^F1/F2》1.75，因当 Fl/F2〈1.75时，第一透镜光焦度过大，使得第一透镜的曲率半径偏小，增加了高 级像差；当F1/F2〉2.75时，则第一透镜光焦度过小，使得第一透镜的镜片口径 变大引起体积过大。第三透镜和第四透镜元件的焦距值要满足公式1.9》F3/F4》1.3，因当F3/F4 <1.3时，第三透镜光焦度过大，会使镜头的主光线出射角CRA增大，引起相对 亮度下降；当F3/F4〉1.9时，则第四透镜的光焦度过大，增加高级像差的产生和 加工工艺难度。当镜头的整体焦距值为F，第三透镜元件焦距为F3时，须满足条件F/F3》 0.25 ，此条件主要控制镜头的TTL长度，使镜头能够达到微型化。镜头的第一透镜采用玻璃镜片，能有效保护广角镜头在使用过程中防刮擦及 抵抗恶劣的环境变化影响，第三透镜采用高色散玻璃镜片，能有效补偿光学系统 的色差，第二和第四透镜采用特殊的耐高温塑料材质的非球面镜片， 一方面可以 减少镜片数量和重量，并降低成本；另一方面可有效校正光学系统中的像差，用最小的镜片数量达到令人满意的光学特性和较宽的总视场角。图2至图5为相应于实施例的光学性能曲线图，其中图2为色差曲线图(也可叫球差曲线图)，由常用的F、 d、 C三色光的波长来表示，单位为mm。图3为像散曲线图，由常用的F、 d、 C三色光的波长来表示，单位为mm。图4为畸变曲线图，表示不同视场角情况下的畸变大小值，单位为％。图5为MTF曲线图，代表了一个光学系统的综合解像水平。由图可知，该广角镜头已将各种像差补正到足以实用的水平。在本实施案例中，该广角镜头的整体焦距值为F，光圈值为FNO，水平视场角为HFOV-138。，镜头总长TTL=10.4mm，并由物方侧开始，将各个镜面依次编号，第一镜片L1的镜面为rl、 r2，第二镜片L2的镜面为r3、 r4，第三镜片L3的镜面为r5、 r6，光阑面为r7，第四镜片L4的镜面为r8、 r9，滤色片GF的镜面为r10、 rll，且非球面镜面的公式为-柳=——," +屈4 +朋6 + CA8 +加10 + ￡/ 12式中Z为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时，距非球面顶点的距离矢 高sagoc=l/r， r表示镜面的曲率半径，k为圆锥系数conic, A,B,C,D,E为高次非球 面系数，而系数中的E代表科学记号，中E-05表示10'5。 F=1.03mm， FNO=2.0, HFOV=138。 ， TTL=10.4mm 本技术光学系统参数表见表1:表l面序号曲率半径r中心厚度d折射率Nd阿贝常数Vd19.50.71. 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超广角微型光学镜头，其包括从物方开始依次设有第一透镜元件、第二透镜元件、第三透镜元件和第四透镜元件，光阑元件设在第三与第四透镜元件之间，其特征在于：　所述的第一透镜元件具有负的光焦度并凸向物方的弯月型镜片；　所述的第二透镜元件具有负的光焦度并凸向物方的弯月型镜片；　所述的第三透镜元件具有正的光焦度的双凸镜片；　所述的第四透镜元件具有正的光焦度的双凸镜片。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：裘文伟，
申请(专利权)人：宁波舜宇车载光学技术有限公司，
类型：发明
国别省市：33[中国|浙江]