專利名稱：：新型低成本倒車(chē)后視廣角鏡頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種倒車(chē)后視鏡頭系統(tǒng)，尤其適合于監(jiān)控、車(chē)載相機(jī)及車(chē)載影像系統(tǒng)的新型低成本倒車(chē)后視廣角鏡頭。
背景技術(shù)：
：目前監(jiān)控及車(chē)載相機(jī)用低成本超廣角鏡頭，一般采用4個(gè)透鏡單元組成，如中國(guó)專利號(hào)為200710137002的廣角鏡頭和中國(guó)專利號(hào)為200610074775.9的廣角鏡頭，就采用4片透鏡組成，但鏡頭清晰度較差，特別是鏡頭的通光性能較弱，即光圈只達(dá)到FN02.8。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服上述的技術(shù)缺陷，提供一種成本低、重量輕、高通光性能FNO2.0和較好解像效果的廣角鏡頭，即能實(shí)現(xiàn)低價(jià)高性能的鏡頭解決方案。一種新型低成本倒車(chē)后視廣角鏡頭，其包括從物方開(kāi)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、兩面皆為非球面的彎月型鏡片；所述的第三透鏡元件具有正的光焦度、兩面皆為非球面的雙凸鏡片；所述的第四透鏡元件具有正的光焦度、兩面皆為非球面的雙凸鏡片。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)。所述的第三透鏡元件滿足下面的條件公式-1.64》Nd》1.53，23《Vd《30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)。所述的第三透鏡和第四透鏡元件滿足下面的條件公式1.3》F3/F4>0.9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。所述的第四透鏡元件滿足下面的條件公式-6>F1F3/F4》3其中F1F3表示第一透鏡至第三透鏡元件的合成焦距值，F(xiàn)4表示第四透鏡元件的焦距值。所述的焦距值滿足下面的條件公式15》F1F3/F》7.5其中F1F3表示第一透鏡至第三透鏡元件的合成焦距值，F(xiàn)表示所述鏡頭的整體焦距值。所述的廣角鏡頭的最大視場(chǎng)角2w要滿足下述公式視場(chǎng)角2"》140°。所述的廣角鏡頭的第一透鏡物方側(cè)最外點(diǎn)至成像焦平面的距離TTL要滿足下列條件TTL《17mm。所述的第一透鏡元件材質(zhì)為光學(xué)玻璃；所述的第二、第三、第四透鏡元件材質(zhì)均為光學(xué)塑料。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，透鏡元件的配置能夠以最少的鏡片數(shù)量達(dá)到令人滿意的光學(xué)特性、超廣的水平視場(chǎng)角、較小的光圈值和適中的鏡頭長(zhǎng)度，可以滿足絕大部分監(jiān)控和車(chē)載相機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用需求。圖l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)本發(fā)明實(shí)施例再進(jìn)行詳細(xì)描述。本發(fā)明新型低成本倒車(chē)后視廣角鏡頭的實(shí)施例如圖1所示，其特別適合應(yīng)用于汽車(chē)倒車(chē)后視的車(chē)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，它具有正的光焦度的雙凸鏡片，是兩面都是非球面的塑料透鏡元件，且塑料材質(zhì)具有高的色散性能;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。如此配置，能夠以最少的鏡片數(shù)量達(dá)到令人滿足的光學(xué)特性和較寬的水平視場(chǎng)角。此外，第一透鏡元件Ll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，一方面能有效導(dǎo)入140°視場(chǎng)角以上的光線并減小第一個(gè)鏡片的口徑，以避免體積過(guò)大；另一方面可有效保護(hù)塑料鏡片抵抗惡劣的環(huán)境影響，能適應(yīng)監(jiān)控及車(chē)載相機(jī)的高信賴性要求。第三透鏡元件L3采用折射率1.64》Nd》1.53，阿貝常數(shù)23《Vd《30的高色散光學(xué)塑料材料，能有效補(bǔ)償光學(xué)系統(tǒng)中的色差值。第三透鏡L3和第四透鏡元件L4的焦距值要滿足公式1.3》F3/F4》0.9，因當(dāng)F3/F4〈0.9時(shí)，第三透鏡光焦度過(guò)大，會(huì)使鏡頭的主光線出射角CRA增大，弓|起相對(duì)亮度下降，同時(shí)，增加了第三透鏡的成型加工難度；當(dāng)F3/F4〉1,3時(shí)，則第四透鏡的光焦度過(guò)大，增加高級(jí)像差的產(chǎn)生和加工工藝難度。本鏡頭系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)，將鏡頭以光闌為界分成前后兩組，即第一組由透鏡一、透鏡二和透鏡三組成，其組合焦距為F1F3;第二組由透鏡四組成，其焦距為F4。鏡頭系統(tǒng)的整體焦距為F,則滿足6》F1F3/F4》3，15》F1F3/F》7.5。如此設(shè)計(jì)，即要求第一組和第二組透鏡的組合光焦度皆為正，這樣可有效利用雙高斯光學(xué)原理消除像差，即光闌前后兩組透鏡組的像差可以互相抵消，以提高鏡頭系統(tǒng)的最終成像效果。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(zhǎng)來(lái)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(zhǎng)來(lái)表示，單位為mm。圖4為畸變曲線圖，表示不同視場(chǎng)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)施例中，該廣角鏡頭的整體焦距值為F，光圈值為FNO，最大視場(chǎng)角為2=155°，鏡頭總長(zhǎng)TTL=14.2mm，并由物方側(cè)開(kāi)始，將各個(gè)鏡面依次編號(hào)，第一鏡片Ll的鏡面為rl、r2，第二鏡片L2的鏡面為r3、M，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-<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>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sag。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(hào)，中E-05表示10'5。F=1.4mm，F(xiàn)NO=2.0，2"=155。，TTL=14.2mm本發(fā)明光學(xué)系統(tǒng)參數(shù)見(jiàn)表l:表1<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>上表中打"*"號(hào)的鏡面為非球面，其相關(guān)參數(shù)見(jiàn)表2:下表列出的是非球面系數(shù)K、A、B、C、D、E:表2<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>權(quán)利要求1、一種新型低成本倒車(chē)后視廣角鏡頭，其包括從物方開(kāi)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、兩面皆為非球面的彎月型鏡片；所述的第三透鏡元件具有正的光焦度、兩面皆為非球面的雙凸鏡片；所述的第四透鏡元件具有正的光焦度、兩面皆為非球面的雙凸鏡片。2、如權(quán)利要求1所述的新型低成本倒車(chē)后視廣角鏡頭，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所述的新型低成本倒車(chē)后視廣角鏡頭，其特征在于所述的第三透鏡元件滿足下面的條件公式<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>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所述的新型低成本倒車(chē)后視廣角鏡頭，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<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>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。5、如權(quán)利要求1所述的新型低成本倒車(chē)后視廣角鏡頭，其特征在于所述的第四透鏡元件滿足下面的條件公式<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>其中F1F3表示第一透鏡至第三透鏡元件的合成焦距值，F(xiàn)4表示第四透鏡元件的焦距值。6、如權(quán)利要求1所述的新型低成本倒車(chē)后視廣角鏡頭，其特征在于所述的焦距值滿足下面的條件公式15》F1F3/F》7.5其中F1F3表示第一透鏡至第三透鏡元件的合成焦距值，F(xiàn)表示所述鏡頭的整體焦距值。7、如權(quán)利要求1所述的新型低成本倒車(chē)后視廣角鏡頭，其特征在于所述的廣角鏡頭的最大視場(chǎng)角2"要滿足下述公式視場(chǎng)角2"》140。。8、如權(quán)利要求1所述的新型低成本倒車(chē)后視廣角鏡頭，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)至成像焦平面的距離TTL要滿足下列條件TTL《17腿。9、如權(quán)利要求18任一項(xiàng)所述的新型低成本倒車(chē)后視廣角鏡頭，其特征在于所述的第一透鏡元件材質(zhì)為光學(xué)玻璃；所述的第二、第三、第四透鏡元件材質(zhì)均為光學(xué)塑料。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種新型低成本倒車(chē)后視廣角鏡頭，其包括從物方開(kāi)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，且第一透鏡元件為具有負(fù)的光焦度并凸向物方的彎月型玻璃材質(zhì)鏡片；第二、第三、第四透鏡元件為塑料材質(zhì)鏡片，且后三個(gè)透鏡6個(gè)鏡面皆為非球面。本發(fā)明在較少的透鏡元件且大部分采用較便宜的塑料材質(zhì)組成的條件下，仍可實(shí)現(xiàn)超廣角、大相對(duì)孔徑和較短的鏡頭高度，特別適用于超廣角的監(jiān)視系統(tǒng)和車(chē)載影像系統(tǒng)。文檔編號(hào)B60R1/02GK101561547SQ200910098958公開(kāi)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(chē)載光學(xué)技術(shù)有限公司