专利名称：：超广角微型光学镜头的制作方法
技术领域：
：本实用新型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。
背景技术：
：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90。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。
发明内容本实用新型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。根据上述发明目的，本实用新型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Nd》1.75，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1.9》F3/F4>1.3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》13(T。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，本实用新型只用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《14mm，以满足内置化车载相机的特殊应用要求。图1为本实用新型的结构示意图。(物方处于最左侧位置、像方处于最右侧位置)。图2为本实用新型的色差曲线图。图3为本实用新型的像散曲线图。图4为本实用新型的畸变曲线图。图5为本实用新型的MTF曲线图。具体实施方式以下将结合上述附图对本实用新型实施例再进行详细描述。本实用新型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L1、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》Fl/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Fl/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z(;o=——,.+乂a4+5ft6+c&8++五/j12l+Vi-(i+tW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本实用新型光学系统参数表见表1:表1<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>上表中打"*"号的镜面为非球面，其相关参数见表2:下表列出的是非球面系数K、A、B、C、D、E:<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>权利要求1、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。2、如权利要求1所述的超广角微型光学镜头，其特征在于所述的第一透镜元件满足下面的条件公式Nd》1.75，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。3、如权利要求1所述的超广角微型光学镜头，其特征在于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。4、如权利要求1所述的超广角微型光学镜头，其特征在于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》Fl/F2礼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。5、如权利要求1所述的超广角微型光学镜头，其特征在于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/F4》1.3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。6、如权利要求1所述的超广角微型光学镜头，其特征在于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。7、如权利要求1所述的超广角微型光学镜头，其特征在于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》13(T。8、如权利要求1所述的超广角微型光学镜头，其特征在于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。9、如权利要求18任一项所述的超广角微型光学镜头，其特征在于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。专利摘要本实用新型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。本实用新型只用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。文档编号G02B13/06GK201421515SQ200920120860公开日2010年3月10日申请日期2009年5月22日优先权日2009年5月22日发明者裘文伟申请人:宁波舜宇车载光学技术有限公司