大广角小畸变车载镜头制造技术

本实用新型专利技术公开了一种大广角小畸变车载镜头，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。本设计即使在较少的镜片组成条件下，不仅使镜头重量减轻、成本降低，同时仍可实现大广角、大相对孔径、小畸变和较长的镜头总长，可有效校正光学系统中的像差，达到令人满意的光学特性和较宽的总视场角，以满足内置化车载相机的特殊应用要求。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种车用广角镜头，尤其涉及一种大广角小畸变车载镜头。
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，镜头长度比较短，不适合于一般对镜头长度有特定要求的相 机系统。
技术实现思路
本技术的专利技术目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种重量轻、成本 低、总视场角大、畸变小且TTL长度》20mm的车载镜头。根据上述专利技术目的，本技术通过下述技术方案实现一种大广角小畸变车载镜头，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 Nd》l,7， Vd》45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2.2》F3/F4》1.4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0, 20》F/F3》0. 10其中F3表示第三透镜元件的焦距值，F表示所述车载镜头整体焦距值。 所述的车载镜头总视场角要满足下述公式2"=120 170° 。 所述的车载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》20 。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，本技术只采用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，达到令人满意的光学特性和较宽的总视场角，大 相对孔径和小畸变，同时具有较长的镜头总长即TTL接近25mm,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为本技术的色差曲线图。 图3为本技术的像散曲线图。图4为本技术的畸变曲线图。图5为本技术的MTF曲线图。具体实施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。大广角小畸变车载镜头，如图1所示，其特别应用于视场角=145°的车载相 机系统。镜头由物方至像方依次为第一透镜元件Ll、第二透镜元件L2、第三透 镜元件L3、光阑r7、第四透镜元件L4、滤色片GF、成像面IMA。第一透镜元件Ll是具有负的光焦度并凸向物方的、两面都是弯月型球面的 玻璃透镜；第二透镜元件L2是具有负的光焦度并凸向物方的、两面都是弯月型 非球面的塑料透镜；第三透镜元件L3是具有正的光焦度、两面都是球面的双凸 玻璃透镜；第四透镜元件L4是具有正的光焦度、两面都是非球面的双凸塑料透 镜；光阑r7位于第三透镜元件L3和第四透镜元件L4之间。本技术第一透镜元件Ll采用折射率Nd》1. 7，阿贝常数Vd》45的高折 射率低色散材料，能有效导入140。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L3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。第一透镜元件Ll和第二透镜元件L2的焦距值要满足公式2.75》Fl/F2》 1.75，因当F1/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 镜的镜片口径变大弓I起体积过大。第三透镜元件L3和第四透镜元件L4的焦距值要满足公式2. 2》F3/F4》1. 4， 因当F3/F3<1.4时，第三透镜光焦度过大， 一方面使得镜头的TTL无法做长， 另一方面使镜头的出射角CRA增大，引起相对亮度下降；当F3/F4〉2.2时，则 第四透镜光焦度过大，增加了高级像差。当车载镜头的整体焦距值为F，第三透镜元件L3焦距为F3时，须满足条件 0. 20》F/F3》0. 10 ,此条件主要控制镜头的TTL长度。车载镜头的第一透镜元件Ll采用玻璃镜片，能有效保护车载镜头在使用过 程中防刮擦及抵抗恶劣的环境变化影响，第三透镜元件L3采用高色散玻璃镜片，能有效补偿光学系统的色差，第二和第四透镜元件L2和L4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。在本实施案例中，该车载镜头的整体焦距值为F，光圈值为FNO，视场角为 2co=145a ，镜头总长TTL接近25mm,并由物方侧开始，将各个镜面依次编号， 第一透镜元件L1的镜面曲率半径为rl、 r2，第二透镜元件L2的镜面曲率半径为 r3、 r4，第三透镜元件L3的镜面曲率半径为r5、 r6，光阑面为r7，第四透镜元件 L4的镜面曲率半径为r8、 r9，滤色片GF的镜面为r10、 rll，且非球面镜面的公 式为z(;o =——," +屈4 +朋6 + c//8 +仍1。 +易12l + Vl-(l + it)cV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sagc = 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10一5。 本技术F^. 15mm， FN0=2. 0， 2co=145° ， TTL=25mm 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Vd114.130.81.8160046. 6225. 003. 79氺36. 780.951. 5434056. 04*41.552.19514. 983.31.8466623. 826-14. 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大广角小畸变车载镜头，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：实用新型
国别省市：33[中国|浙江]