一种广角四百万像素高清车载镜头的制作方法

本实用新型涉及光学领域，尤其是一种广角四百万像素高清车载镜头。

背景技术：

随着汽车行业的发展和中国摄像/监控技术的日益成熟，镜头成像技术已成为各行各业不可或缺的一份子，2017-2020年国内行车记录仪/全景/网络摄像头/无人机市场领域发展迅猛，至2020年预计每年需求增速达到15~20%，规模在百亿人民币以上，市场巨大，在此期间还是以广角4百万像素高清镜头为主。

市场现有摄像镜头都由以往的标清向高清提升，镜头的光学长度不能超过30mm等小型化要求。这种摄像头镜头的特点是相对畸变会特别大，汽车行业对环境要求特别严格，要求能适应高温酷热、低温酷冷，能承受高温潮湿的环境并具有防水浸功能，能耐高强度的冲击、振动等。这类摄像镜头还应考虑应用安防和其他领域，因此要求的加工工艺好，性价比搞得经济要求。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种广角四百万像素高清车载镜头，实现大角度、高清晰度并且适用范围广，不仅适用车载镜头，而且本发明兼容匹配多类芯片可满足适用于网络监控、运动DV和无人机。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种广角四百万像素高清车载镜头,包括从物侧至像侧依次同轴设置的第一透镜元件、第二透镜元件、第三透镜元件、第四透镜元件、第五透镜元件、第六透镜元件；

所述第一透镜元件为具有负光焦度的弯月型透镜，其物侧面为第一凸面， 像侧面为第一凹面， 第一凸面和第一凹面均为球面； 所述第一凸面的曲率半径为16.4mm＜R＜18.1mm， 第一凹面的曲率半径为3.4mm＜R＜4.5mm；

所述第二透镜元件为具有负光焦度的弯月型透镜，其物侧面为第二凸面， 像侧面为第二凹面， 第二凸面和第二凹面均为球面；所述第二凸面的曲率半径为5.32mm＜R＜6.12mm，第二凹面的曲率半径为2.97mm＜R＜3.23mm；

所述第三透镜元件为具有负光焦度的弯月型透镜，其物侧面为第三凸面， 像侧面为第三凹面， 第三凸面和第三凹面均为球面；所述第三凸面的曲率半径为3.86mm＜R＜4.92mm，第三凹面的曲率半径为2.85mm＜R＜4.21mm；

所述第四透镜元件为具有正光焦度的双凸型透镜， 其物侧面为第四凸面， 像侧面为第五凸面， 第四凸面和第五凸面均为球面；所述第四凸面的曲率半径为8.95mm＜R＜10.12mm，第五凸面的曲率半径为4.73mm＜R＜5.68mm；

所述第五透镜元件为具有正光焦度的双凸型透镜， 其物侧面为第六凸面， 像侧面为第七凸面， 第六凸面和第七凸面均为球面；所述第六凸面的曲率半径为8.35mm＜R＜9.83mm，第七凸面的曲率半径为3.85mm＜R＜4.53mm；

所述第六透镜元件为具有负光焦度的弯月型透镜，其物侧面为第四凹面，像侧面为第八凸面，第四凹面、第八凸面均为球面；所述第四凹面的曲率半径为3.85mm＜R＜4.53mm，第八凸面的曲率半径为15.5mm＜R＜17.5mm；

所述第五透镜元件、第六透镜元件组成胶合镜片。

第一透镜元件、第二透镜元件、第三透镜元件、第四透镜元件、第五透镜元件、第六透镜元件采用玻璃材质制成。

所述第一透镜元件经钢化处理，表面设有防水膜。

所述第六透镜元件的像侧设置有滤光片。

所述第四透镜元件的物侧设置有光阑，光阑 位于第三透镜元件的第三凹面与第四透镜的第四凸面之间。

第一透镜元件满足：1.71≤Nd1≤1.78；49.3≤Vd1≤49.9；

第二透镜元件满足：1.45≤Nd2≤1.52；70.1≤Vd2≤70.6；

第三透镜元件满足：1.81≤Nd3≤1.88；23.5≤Vd3≤23.9；

第四透镜元件满足：1.78≤Nd4≤1.82；46.3≤Vd4≤46.8；

第五透镜元件满足：1.67≤Nd5≤1.72；55.3≤Vd5≤55.8；

第六透镜元件满足：1.89≤Nd6≤1.95；20.6≤Vd6≤20.91；

其中，Nd1 、Nd2 、Nd3、 Nd4 、Nd5 、Nd6分别表示第一透镜元件、第二透镜元件、第三透镜元件、第四透镜元件、第五透镜元件、第六透镜元件对波长为587.4nm的光线的折射率，Vd1 、Vd2 、Vd3 、Vd4 、Vd5 、Vd6第一透镜元件、第二透镜元件、第三透镜元件、第四透镜元件、第五透镜元件、第六透镜元件对波长为587.4nm的光线的阿贝数。

车载镜头满足：光学总长TTL≤21.3mm，水平、竖直、对角视场角FOV≥152.5°。

所述百万超广角镜头满足：像高≤7.0mm，光圈数F/NO≤1.8。

本实用新型一种广角四百万像素高清车载镜头，具有以下技术效果：

1）、透镜元件双面采用球面镜，缩短加工周期和优化加工的复杂程度，减少加工成本。另外透镜元件全部采用玻璃材质，这样完全可以实现在-40℃~+85℃的温度范围正常成像。

2）、采用了大光圈（F/NO≤1.8）设计，从而提高镜头画面亮度，提高画质。

3）、方案畸变≤21.5%（通过设计对光路和光阑位置的调整，使畸变最小化），从而提高画面的真实感。

4）、通过在第一透镜经钢化处理，表面镀有防水膜，使镜头能在恶劣雨雾天气实现正常成像。

5）、镜头结构公差宽松，镜片加工质量以保证，具备较高的生产良率，而且进行杂散光分析控制并优化，去除明显杂光使镜头成像更优化。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型的具体结构示意图。

图2为本实用新型的MTF解像曲线图。

图3为本实用新型的场曲和畸变图。

图4为本实用新型的点列图。

图5为本实用新型的相对亮度图。

图6为本实用新型的色差图。

图7为本实用新型的光路图。

图中：第一透镜元件1，第二透镜元件2，第三透镜元件3，第四透镜元件4，第五透镜元件5，第六透镜元件6，滤光片 7，光阑 8，像面9。

具体实施方式

一种广角四百万像素高清车载镜头，这里主要指一种像素为400万的广角镜头，主要用于车载摄像系统中，也可兼容匹配多类芯片可满足适用于网络监控、运动DV和无人机。

如图1所示，该广角镜头沿箭头方向自物方到像方像面9依次同轴排列有第一透镜元件1、第二透镜元件2、第三透镜元件3、光阑 8、第四透镜元件4、第五透镜元件5、第六透镜元件6及滤光片7。所述第一透镜元件1、第二透镜元件2、第三透镜元件3、第四透镜元件4、第五透镜元件5、第六透镜元件6均为玻璃球面镜，由于使用了全玻璃材质的球面镜，使得广角镜头耐温性能以及稳定性很有保障。

另外，第一透镜元件1经钢化处理，外部表面设有防水膜。

具体地，第一透镜元件1为具有负光焦度的弯月型透镜，其物侧面为第一凸面， 像侧面为第一凹面， 第一凸面和第一凹面均为球面。所述第一凸面的曲率半径范围为16.4mm＜R＜18.1mm， 第一凹面的曲率半径范围为3.4mm＜R＜4.5mm。较佳地，第一凸面的曲率半径为17.45mm， 第一凹面的曲率半径为3.86mm。

第二透镜元件2为具有负光焦度的弯月型透镜，其物侧面为第二凸面， 像侧面为第二凹面， 第二凸面和第二凹面均为球面。所述第二凸面的曲率半径范围为5.32mm＜R＜6.12mm，第二凹面的曲率半径范围为2.97mm＜R＜3.23mm。较佳地，第二凸面的曲率半径为5.58mm，第二凹面的曲率半径为3.12mm。

第三透镜元件3为具有负光焦度的弯月型透镜，其物侧面为第三凸面， 像侧面为第三凹面， 第三凸面和第三凹面均为球面。所述第三凸面的曲率半径范围为3.86mm＜R＜4.92mm，第三凹面的曲率半径范围为2.85mm＜R＜4.21mm。较佳地，第三凸面的曲率半径为4.35mm，第三凹面的曲率半径为3.15mm。

所述第四透镜元件4为具有正光焦度的双凸型透镜， 其物侧面为第四凸面， 像侧面为第五凸面， 第四凸面和第五凸面均为球面；所述第四凸面的曲率半径为8.95mm＜R＜10.12mm，第五凸面的曲率半径为4.73mm＜R＜5.68mm。较佳地，第四凸面的曲率半径为9.29mm，第五凸面的曲率半径为5.1mm。

所述第五透镜元件5为具有正光焦度的双凸型透镜， 其物侧面为第六凸面， 像侧面为第七凸面， 第六凸面和第七凸面均为球面；所述第六凸面的曲率半径为8.35mm＜R＜9.83mm，第七凸面的曲率半径为3.85mm＜R＜4.53mm。较佳地，第六凸面的曲率半径为8.96mm，第七凸面的曲率半径为4.12mm。

所述第六透镜元件6为具有负光焦度的弯月型透镜，其物侧面为第四凹面，像侧面为第八凸面，第四凹面、第八凸面均为球面；所述第四凹面的曲率半径为3.85mm＜R＜4.53mm，第八凸面的曲率半径为15.5mm＜R＜17.5mm。较佳地，第四凹面的曲率半径为4.12mm，第八凸面的曲率半径为16.7mm。

滤光片 7包括相对设置的第一平板面和第二平板面。

第五透镜元件5、第六透镜元件6胶合，组成胶合镜片。

在本实施例中，第一透镜元件1满足：1.71≤Nd1≤1.78；49.3≤Vd1≤49.9；较佳地，Nd1= 1.77 ，Vd1=49.6 。

第二透镜元件2满足：1.45≤Nd2≤1.52；70.1≤Vd2≤70.6；较佳地，Nd2= 1.48 ，Vd2= 70.4。

第三透镜元件3满足：1.81≤Nd3≤1.88；23.5≤Vd3≤23.9；较佳地，Nd3= 1.84，Vd3=23.8 。

第四透镜元件4满足：1.78≤Nd4≤1.82；46.3≤Vd4≤46.8；较佳地，Nd4=1.81 ，Vd4= 46.5。

第五透镜元件5满足：1.67≤Nd5≤1.72；55.3≤Vd5≤55.8；较佳地，Nd5= 1.69，Vd5=55.5。

第六透镜元件6满足：1.89≤Nd6≤1.95；20.6≤Vd6≤20.91；较佳地，Nd6= 1.92，Vd6= 20.9。

其中，Nd1 、Nd2 、Nd3、 Nd4 、Nd5 、Nd6分别表示第一透镜元件1、第二透镜元件2、第三透镜元件3、第四透镜元件4、第五透镜元件5、第六透镜元件6对波长为587.4nm的光线的折射率，Vd1 、Vd2 、Vd3 、Vd4 、Vd5 、Vd6第一透镜元件（1）、第二透镜元件（2）、第三透镜元件（3）、第四透镜元件（4）、第五透镜元件（5）、第六透镜元件（6）对波长为587.4nm的光线的阿贝数。

按照上述结构和参数设计的车载镜头，车载镜头满足:EFL（焦距）≥2.77mm，光总长TTL≤21.3mm，光圈数F/NO≤1.8，视场角FOV≥152.5°；像高≤7.0mm；亮度≥61.5%；畸变≤21.5%。

通过以上配置，可实现大市场角度(FOV)、小畸变、大相对孔径(镜头的有效孔径和焦距之比）和较高的成像清晰度，特别适用于监控、车载镜头、航拍等。

图2-图6为本实施例提供了有效的光学性能曲线图，由图可知，本实施例镜头已将各种相差补正可以达到实用的水平。

如图2所示（MTF解像曲线图），由曲线可知，各个视场的子午和弧矢的MTF曲线比较接近， 表明该广角镜头的在子午(T)和弧矢(S)两个方向的成像一致性比较好， 而且全视场的MTF对比度达到0.35以上， 该广角四百万镜头的成像对比度较好。

如图3所示（场曲和畸变图），由曲线可知，该广角四百万镜头的场曲绝对值在0.03mm内， 畸变曲线较为平滑， 边缘大角度区域的图像压缩较为平缓， 有效提高了展开图像的清晰度。

如图4所示（点阵列图），依照从左到右、从上到下的顺序依次是0视场、0.3视场、0.5视场、0.7视场、1.0视场的镜头点阵图， 由图可知，镜头的RMS RADIUS值与芯片非常匹配。

如图7所示（相对亮度图），由曲线可知，该广角四百万镜头在全视场范围相对照度大于0.65且曲线较为平滑， 表明该广角镜头拍摄的图片在整个视场的图像亮度比较接近，不会出现局部较暗的情况。