CN104614843B - 一种超广角成像镜头 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种超广角成像镜头，由物侧到像侧依次为透镜镜片一透镜镜片二、透镜镜片三、光阑、透镜镜片四、透镜镜片五、透镜镜片六、玻璃滤光片和成像面，所述的透镜镜片二和透镜镜片四为非球面塑胶镜片，所述的透镜镜片一为负屈折力透镜；所述的透镜镜片二为凸凹透镜，且凸面朝向物方，凹面朝向像方；所述的透镜镜片三为平凸透镜，且平面靠近物方侧，凸面朝向像方；所述的透镜镜片四为凹凸透镜，且凹面朝向物方，凸面朝向像方；所述的透镜镜片五为双凸透镜；所述的透镜镜片六为凹凸透镜，且凹面朝向物方，凸面朝向像方；光学系统部分透镜采用了塑胶材质，可有效的减轻镜头的重量，提高弱光环境下的成像能力，采用六片式结构，缩短光学总长。

Description

一种超广角成像镜头
技术领域
本发明涉及光学器件领域，特别涉及一种用于汽车上的超广角成像镜头。
背景技术
光学镜头是机器视觉系统中必不可少的部件，直接影响成像质量的优劣，影响算法的实现和效果。光学镜头从焦距上可分为短焦镜头、中焦镜头，长焦镜头；从视场大小分有广角、标准，远摄镜头；结构上分有固定光圈定焦镜头，手动光圈定焦镜头，自动光圈定焦镜头，手动变焦镜头、自动变焦镜头，自动光圈电动变焦镜头，电动三可变镜头等。
当前，随着我国经济的不断迅猛发展，私家车数量激增，现在买车、考驾照已成为普遍现象，新手上路导致许多潜在危机的存在。一般应用于汽车、影像监控及电子娱乐装置等方面的摄像镜头，因考量需要单次撷取大范围区域的影像特性，其镜头所需的视场角较大。近年来汽车配备倒车影像装置的普及，搭载有高解析度的广视角摄像镜头已成为一种趋势，因此急需一种具备有广视场角与高成像品质，且不至于使镜头总长度过长的广视角摄像镜头。传统的汽车摄像头成像效果差，视场角较小，光圈较小。
因此，生产一种结构简单，成像效果好，大光圈，镜头总长较短的超广角成像镜头，具有广泛的市场前景。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种结构简单，成像效果好，大光圈，镜头总长较短的超广角成像镜头。
本发明的技术方案是这样实现的：一种超广角成像镜头，其特征在于：由物侧到像侧依次为透镜镜片一透镜镜片二、透镜镜片三、光阑、透镜镜片四、透镜镜片五、透镜镜片六、玻璃滤光片和成像面，所述的透镜镜片二和透镜镜片四为非球面塑胶镜片，所述的透镜镜片一为负屈折力透镜；所述的透镜镜片二为凸凹透镜，且凸面朝向物方，凹面朝向像方；所述的透镜镜片三为平凸透镜，且平面靠近物方侧，凸面朝向像方；所述的透镜镜片四为凹凸透镜，且凹面朝向物方，凸面朝向像方；所述的透镜镜片五为双凸透镜；所述的透镜镜片六为凹凸透镜，且凹面朝向物方，凸面朝向像方。
所述的透镜镜片一的中心厚度为TC1，TC1的范围值为0.5mm<TC1<0.7mm，透镜镜片二的中心厚度为TC2，TC2的范围值为0.59mm<TC2<0.61mm，透镜镜片三的中心厚度为TC3，TC3的范围值为1.07mm<TC3<1.43mm，透镜镜片四的中心厚度TC4，TC4的范围值为1.75mm<TC4<1.8mm，透镜镜片六的中心厚度TC6，TC6的范围值为TC6>0.5mm。
所述的透镜镜片一为凸凹透镜，且凸面朝向物方，凹面朝向像方，所述透镜镜片四具有正的屈折力，透镜镜片一的折射率为Nd1 ，Nd1>1.75，透镜镜片一1的色散系数为Vd1，Vd1<54。
所述的透镜镜片五的焦距为f5，2.2<f5/f<2.4, f为透镜组的焦距。
所述的透镜镜片六的折射率大于1.94，透镜镜片五的色散系数为V5，透镜镜片六的色散系数为V6，V5-V6>34。
所述的玻璃滤光片的厚度为0.550mm，玻璃滤光片采用肖特D263T材料制成。
所述的透镜镜片三的中心厚度为TC3，1.07<TC3/f<1.43，f为透镜组的焦距。
所述的透镜镜片一的前表面的曲率半径为13.932mm，后表面的曲率半径为3.013mm，厚度为0.600mm，透镜镜片一与透镜镜片二之间的空气间隙为1.585mm，透镜镜片一采用HOYA NBF2材料制成，HOYA NBF2的折射率为1.757，色散系数为47.7；所述的透镜镜片二的前表面的曲率半径为11.8838mm，后表面的曲率半径为1.6955mm，厚度为0.600mm，透镜镜片二与透镜镜片三之间的空气间隙为1.460mm，透镜镜片二采用F4520材料制成，F4520的折射率为1.512，色散系数为56.3；所述的透镜镜片三的厚度为1.295mm，透镜镜片三后表面的曲率半径为-5.2920mm，透镜镜片三与光阑之间的空气间隙为1.150mm，透镜镜片三采用HOYA FDS90材料制成，HOYA FDS90的折射率为1.847，色散系数为23.8；所述的透镜镜片四的前表面的曲率半径为-10.3834mm，后表面的曲率半径为-1.8175mm，厚度为1.760mm，透镜镜片四与透镜镜片五之间的空气间隙为0.100mm，透镜镜片四采用采用F4520材料制成，F4520的折射率为1.512，色散系数为56.3；所述的透镜镜片五的前表面的曲率半径为6.146mm，厚度为2.190mm，透镜镜片五采用HOYA TAC6材料制成，HOYA TAC6的折射率为1.755，色散系数为52.3，所述的透镜镜片六的前表面的曲率半径为-2.396，后表面的曲率半径为-2.396mm，厚度为0.600mm，透镜镜片六采用H-ZF88材料制成，H-ZF88的折射率为1.946，色散系数为17.9。
本发明具有如下的积极效果：本发明结构简单，成像效果好，大光圈，镜头总长较短，由物侧到像侧依次为透镜镜片一透镜镜片二、透镜镜片三、光阑、透镜镜片四、透镜镜片五、透镜镜片六、玻璃滤光片和成像面，所述的透镜镜片二和透镜镜片四为非球面塑胶镜片，所述的透镜镜片一为负屈折力透镜；所述的透镜镜片二为凸凹透镜，且凸面朝向物方，凹面朝向像方；所述的透镜镜片三为平凸透镜，且平面靠近物方侧，凸面朝向像方；所述的透镜镜片四为凹凸透镜，且凹面朝向物方，凸面朝向像方；所述的透镜镜片五为双凸透镜；所述的透镜镜片六为凹凸透镜，且凹面朝向物方，凸面朝向像方；透镜镜片一的中心厚度为TC1，TC1的范围值为0.5mm<TC1<0.7mm，透镜镜片二的中心厚度为TC2，TC2的范围值为0.59mm<TC2<0.61mm，透镜镜片三的中心厚度为TC3，TC3的范围值为1.07mm<TC3<1.43mm，透镜镜片四的中心厚度TC4，TC4的范围值为1.75mm<TC4<1.8mm，透镜镜片六的中心厚度TC6，TC6的范围值为TC6>0.5mm，以便于满足解像力，且便于镜片的加工；透镜镜片六的折射率大于1.94，透镜镜片五的色散系数为V5，透镜镜片六的色散系数为V6，V5-V6>34，接合透镜能够有效地补正所述超广角镜头的轴向色差，使超广角镜头的整体性能得以最佳化。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的MTF曲线图。
图3为本发明的相对照度曲线图。
具体实施方式
如图1、2、3所示，一种超广角成像镜头，由物侧到像侧依次为透镜镜片一1透镜镜片二2、透镜镜片三3、光阑4、透镜镜片四5、透镜镜片五6、透镜镜片六7、玻璃滤光片8和成像面9，所述的透镜镜片二2和透镜镜片四5为非球面塑胶镜片，所述的透镜镜片一1为负屈折力透镜；所述的透镜镜片二2为凸凹透镜，且凸面朝向物方，凹面朝向像方；所述的透镜镜片三3为平凸透镜，且平面靠近物方侧，凸面朝向像方；所述的透镜镜片四5为凹凸透镜，且凹面朝向物方，凸面朝向像方；所述的透镜镜片五6为双凸透镜；所述的透镜镜片六7为凹凸透镜，且凹面朝向物方，凸面朝向像方。
所述的透镜镜片一1的中心厚度为TC1，TC1的范围值为0.5mm<TC1<0.7mm，透镜镜片二2的中心厚度为TC2，TC2的范围值为0.59mm<TC2<0.61mm，透镜镜片三3的中心厚度为TC3，TC3的范围值为1.07mm<TC3<1.43mm，透镜镜片四5的中心厚度TC4，TC4的范围值为1.75mm<TC4<1.8mm，透镜镜片六7的中心厚度TC6，TC6的范围值为TC6>0.5mm。所述的透镜镜片一1为凸凹透镜，且凸面朝向物方，凹面朝向像方，所述透镜镜片五6具有正的屈折力，透镜镜片一1的折射率为Nd1 ，Nd1>1.75，透镜镜片一1的色散系数为Vd1，Vd1<54。所述的透镜镜片五6的焦距为f5，2.2<f5/f<2.4, f为透镜组的焦距。所述的透镜镜片六7的折射率大于1.94，透镜镜片五6的色散系数为V5，透镜镜片六7的色散系数为V6，V5-V6>34。所述的玻璃滤光片7的厚度为0.550mm，玻璃滤光片7采用肖特D263T材料制成。所述的透镜镜片三3的中心厚度为TC3，1.07<TC3/f<1.43，f为透镜组的焦距。
所述的透镜镜片一1的前表面的曲率半径为13.932mm，后表面的曲率半径为3.013mm，厚度为0.600mm，透镜镜片一1与透镜镜片二2之间的空气间隙为1.585mm，透镜镜片一1采用HOYA NBF2材料制成，HOYA NBF2的折射率为1.757，色散系数为47.7；所述的透镜镜片二2的前表面的曲率半径为11.8838mm，后表面的曲率半径为1.6955mm，厚度为0.600mm，透镜镜片二2与透镜镜片三3之间的空气间隙为1.460mm，透镜镜片二2采用F4520材料制成，F4520的折射率为1.512，色散系数为56.3；所述的透镜镜片三3的厚度为1.295mm，透镜镜片三3后表面的曲率半径为-5.2920mm，透镜镜片三3与光阑4之间的空气间隙为1.150mm，透镜镜片三3采用HOYA FDS90材料制成，HOYA FDS90的折射率为1.847，色散系数为23.8；所述的透镜镜片四5的前表面的曲率半径为-10.3834mm，后表面的曲率半径为-1.8175mm，厚度为1.760mm，透镜镜片四5与透镜镜片五6之间的空气间隙为0.100mm，透镜镜片四5采用采用F4520材料制成， F4520的折射率为1.512，色散系数为56.3；所述的透镜镜片五6的前表面的曲率半径为6.146mm，厚度为2.190mm，透镜镜片五6采用HOYA TAC6材料制成，HOYA TAC6的折射率为1.755，色散系数为52.3，所述的透镜镜片六7的前表面的曲率半径为-2.396，后表面的曲率半径为-2.396mm，厚度为0.600mm，透镜镜片六7采用H-ZF88材料制成，H-ZF88的折射率为1.946，色散系数为17.9。
本产品最优的视场角HFOV为180°，相对照度RELI大于81%，主光线入射角CRA<13°，TTL光学总长小于13.7mm，光圈数F/NO为2.0。各项参数如下图：
透镜镜片二2和透镜镜片四5均为非球面，其非球面公式为：
Z=
其中，Z表示透镜表面各点的Z坐标值，Y表示透镜表面上各点的Y轴坐标值，CURV为透镜表面的曲率半径的倒数，K为圆锥系数，A、B、C、D、E、F、G、H为高阶非球面系数，透镜镜片二2和透镜镜片四5的前后表面的系数分别如表1，表2，表3，表4所示：
本发明通过控制各透镜的凹凸曲面排列，折射率及/或参数之间条件式的，可有效的使透镜系统的水平视场角增大到180°以上。本发明的光学系统部分透镜采用了塑胶材质，塑胶材质透镜重量较轻，可有效的减轻镜头的重量，且由于F4520塑胶有较强的耐高温特性可确保镜头在高低温环境下的稳定性。本发明为大光圈系统能够增大进光量，提高弱光环境下的成像能力。本发明采用六片式结构，透镜镜片五和透镜镜片六组成接合透镜，可以有效的降低成本，缩短光学总长。

Claims (6)

1.一种超广角成像镜头，其特征在于：由物侧到像侧依次为透镜镜片一（1）透镜镜片二（2）、透镜镜片三（3）、光阑（4）、透镜镜片四（5）、透镜镜片五（6）、透镜镜片六（7）、玻璃滤光片（8）和成像面（9），所述的透镜镜片二（2）和透镜镜片四（5）为非球面塑胶镜片，所述的透镜镜片一（1）为负屈折力透镜；所述的透镜镜片二（2）为凸凹透镜，且凸面朝向物方，凹面朝向像方；所述的透镜镜片三（3）为平凸透镜，且平面靠近物方侧，凸面朝向像方；所述的透镜镜片四（5）为凹凸透镜，且凹面朝向物方，凸面朝向像方；所述的透镜镜片五（6）为双凸透镜；所述的透镜镜片六（7）为凹凸透镜，且凹面朝向物方，凸面朝向像方；所述的透镜镜片一（1）的中心厚度为TC1，TC1的范围值为0.5mm<TC1<0.7mm，透镜镜片二（2）的中心厚度为TC2，TC2的范围值为0.59mm<TC2<0.61mm，透镜镜片三（3）的中心厚度为TC3，TC3的范围值为1.07mm<TC3<1.43mm，透镜镜片四（5）的中心厚度TC4，TC4的范围值为1.75mm<TC4<1.8mm，透镜镜片六（7）的中心厚度TC6，TC6的范围值为TC6>0.5mm；所述的透镜镜片三（3）的中心厚度为TC3，1.07<TC3/f<1.43，f为透镜组的焦距。
2.根据权利要求1所述的超广角成像镜头，其特征在于：所述的透镜镜片一（1）为凸凹透镜，且凸面朝向物方，凹面朝向像方，所述透镜镜片五（6）具有正的屈折力，透镜镜片一（1）的折射率为Nd1 ，Nd1>1.75，透镜镜片一（1）的色散系数为Vd1，Vd1<54。
3.根据权利要求1所述的超广角成像镜头，其特征在于：所述的透镜镜片五（6）的焦距为f5，2.2<f5/f<2.4, f为透镜组的焦距。
4.根据权利要求1所述的超广角成像镜头，其特征在于：所述的透镜镜片六（7）的折射率大于1.94，透镜镜片五（6）的色散系数为V5，透镜镜片六（7）的色散系数为V6，V5-V6>34。
5.根据权利要求1所述的超广角成像镜头，其特征在于：所述的玻璃滤光片（7）的厚度为0.550mm，玻璃滤光片（7）采用肖特D263T材料制成。
6.根据权利要求1所述的超广角成像镜头，其特征在于：所述的透镜镜片一（1）的前表面的曲率半径为13.932mm，后表面的曲率半径为3.013mm，厚度为0.600mm，透镜镜片一（1）与透镜镜片二（2）之间的空气间隙为1.585mm，透镜镜片一（1）采用HOYA NBF2材料制成，HOYA NBF2的折射率为1.757，色散系数为47.7；所述的透镜镜片二（2）的前表面的曲率半径为11.8838mm，后表面的曲率半径为1.6955mm，厚度为0.600mm，透镜镜片二（2）与透镜镜片三（3）之间的空气间隙为1.460mm，透镜镜片二（2）采用F4520材料制成，F4520的折射率为1.512，色散系数为56.3；所述的透镜镜片三（3）的厚度为1.295mm，透镜镜片三（3）后表面的曲率半径为-5.2920mm，透镜镜片三（3）与光阑（4）之间的空气间隙为1.150mm，透镜镜片三（3）采用HOYA FDS90材料制成，HOYA FDS90的折射率为1.847，色散系数为23.8；所述的透镜镜片四（5）的前表面的曲率半径为-10.3834mm，后表面的曲率半径为-1.8175mm，厚度为1.760mm，透镜镜片四（5）与透镜镜片五（6）之间的空气间隙为0.100mm，透镜镜片四（5）采用采用F4520材料制成， F4520的折射率为1.512，色散系数为56.3；所述的透镜镜片五（6）的前表面的曲率半径为6.146mm，厚度为2.190mm，透镜镜片五（6）采用HOYA TAC6材料制成，HOYA TAC6的折射率为1.755，色散系数为52.3，所述的透镜镜片六（7）的前表面的曲率半径为-2.396，后表面的曲率半径为-2.396mm，厚度为0.600mm，透镜镜片六（7）采用H-ZF88材料制成，H-ZF88的折射率为1.946，色散系数为17.9。
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