一種高像素光學鏡頭的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種高像素光學鏡頭，從物方至像方依次為具有正的光焦度的前透鏡群組、光闌和具有正的光焦度的后透鏡群組；所述的前透鏡群組是具有負光焦度的第一透鏡與具有負光焦度的第二透鏡組成，及具有正光焦度的第三透鏡組成；所述的后透鏡群組由一組膠合鏡片和具有正光焦度的第六透鏡組成。本實用新型涉及的光學鏡頭，可實現(xiàn)畸變小、尺寸小、高通光性能且符合高清晰度要求的光學鏡頭，并能夠保證在-40℃～+85℃的溫度范圍內(nèi)仍保持較完美的成像清晰度，特別適用于室外監(jiān)控和車載相機系統(tǒng)。
【專利說明】一種高像素光學鏡頭
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種高像素光學鏡頭，尤其是適用于不同溫度內(nèi)保持高解像的監(jiān)控或車載前視鏡頭。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著汽車工業(yè)主動安全的發(fā)展，對車載前視鏡頭要求不斷提高，畸變小、小型化、高像素、大孔徑鏡頭已是此類鏡頭的必備條件。并且要求鏡頭在_40°C?+85°C的溫度范圍內(nèi)保持較完美的成像清晰度。
[0003]為到達這些要求，前視鏡頭引入非球面鏡片的設(shè)計成為了必然的趨勢。同時為了達到低成本的要求，鏡頭中的非球面鏡片需盡量使用塑料非球面。但塑料鏡片因為受溫度影響很大，如果使用不當很難保證不同溫度段始終保持高清的圖像要求。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型解決的技術(shù)問題在于，通過新的光學結(jié)構(gòu)的引入，及光焦度、鏡片材料折射率隨溫度變化特性的合理分配，同時使用部分非球面鏡片，提供一種始終保持高清圖像的超寬工作溫度的鏡頭。
[0005]本實用新型的技術(shù)問題通過下述技術(shù)方案解決:
[0006]一種高像素光學鏡頭，從物方至像方依次為:正光焦度的前透鏡群組、光闌元件、正光焦度的后透鏡群組，所述前透鏡群組包括具有負光焦度的第一透鏡和具有負光焦度的第二透鏡，及具有正光焦度的雙凸第三透鏡，所述第一透鏡是彎月或雙凹鏡片，所述第二透鏡是凹面朝向物方的彎月鏡片；
[0007]所述后透鏡群組包括第四透鏡、第五透鏡和第六透鏡，且第四透鏡和第五透鏡組成一個膠合鏡片，具有正的光焦度的雙凸的第四透鏡在前，具有負的光焦度的第五透鏡在后，所述第六透鏡為具有正光焦度的凹面朝向物方的正彎月鏡片或具有正光焦度的雙凸鏡片。
[0008]進一步的，所述光學鏡頭的總視場角FOV要滿足下述公式:
[0009]80° SsFOVSs 30°。
[0010]進一步的，所述第二透鏡為低負光焦度，采用這種形狀的鏡片使得通過第一片鏡片后的光線得到了平穩(wěn)的過度，有效的矯正了系統(tǒng)的畸變及場曲，并滿足以下條件公式:
[0011]F2/F < -3, Vd (2) > 40
[0012]其中F2表示的是第二透鏡的焦距，F(xiàn)表示所述光學鏡頭的光學系統(tǒng)的整組焦距值，Vd(2)是第二透鏡的阿貝系數(shù)，從而更進一步的矯正了色差。
[0013]進一步的，所述第一透鏡滿足以下條件公式:
[0014]Nd (I) < 1.65, Vd (I) > 55
[0015]其中Nd (I)是第一透鏡的材料的折射率，Vd (I)是第一透鏡的材料的阿貝常數(shù)。
[0016]進一步的，所述第三透鏡滿足以下條件公式:[0017]Nd (3) > 1.78, Vd (3) > 40
[0018]其中Nd (3)是第三透鏡的材料的折射率，Vd (3)是第三透鏡的材料的阿貝常數(shù)。
[0019]所述第三透鏡滿足Nd (3) > 1.78，并使用高折射率鏡片，進一步實現(xiàn)物方過來的光線可以平穩(wěn)的過度到后群，并保證鏡頭的大孔徑性能，Vd (3) > 40有效的矯正系統(tǒng)的軸
向色像差。
[0020]進一步的，所述第四透鏡與第五透鏡滿足:
[0021]Vd (4) > 55, Vd (5) < 30,
[0022]且膠合單元接合面滿足下述條件公式:
[0023]5 > \Κ/(Φ/2) > 2
[0024]其中，Vd (4)是第四透鏡的材料的阿貝常數(shù)，Vd (5)是第五透鏡的材料的阿貝常數(shù)，R為接合面的中心曲率半徑，Φ為接合面的光線有效口徑。
[0025]所述第四透鏡和第五透鏡元件采用膠合設(shè)計，能有效改善光學系統(tǒng)的色差。同時控制接合透鏡組件的接合面滿足5 > |Κ|/(Φ/2) >2的條件公式，以有效控制高級像差的產(chǎn)生，從而利于提高整個光學系統(tǒng)的通光能力(光圈FNO ≤ 1.8)和解像能力，并有效降低接合面膠合工藝要求。
[0026]進一步的，通過鏡頭光焦度比例的合理分配，控制鏡頭前端的有效口徑，并控制鏡頭的TTL，所述光學鏡頭滿足:
[0027]TTL/F < 5
[0028]其中，TTL表示光學鏡頭光學系統(tǒng)的總長，F(xiàn)表示所述光學鏡頭的光學系統(tǒng)的整組焦距值。
[0029]進一步的，所述第一透鏡的最大通光口徑和對應(yīng)的成像像高、視場角滿足下述條件公式:
[0030]D/h/FOV ≤ 0.022
[0031]其中FOV表示鏡頭的最大視場角，D表示最大視場角所對應(yīng)的第一透鏡元件朝向物方凸面的最大通光口徑，h表示最大視場角所對應(yīng)的成像像高。
[0032]進一步的，所述光學鏡頭的光圈數(shù)滿足下述公式:FN0 ≤ 1.8。
[0033]為進一步的實現(xiàn)高像素，在鏡頭組成中需要引入非球面，玻璃非球面的引入相對簡單，但如果采用塑料非球面，因為塑料非球面折射率隨溫度變化非常大，需要采用合理的選擇非球面位置及光焦度分配，才能實現(xiàn)鏡頭在_40°C~+85°C的溫度范圍內(nèi)保持高像素的解像性能要求。
[0034]本實用新型保持了前端較小鏡片外徑，大孔徑，有效矯正光學系統(tǒng)的各種像差，實現(xiàn)高像素、低成本，同時實現(xiàn)了鏡頭光學后焦隨溫度變化，并與結(jié)構(gòu)件引起的后焦變化相互抵消，實現(xiàn)后焦補償效應(yīng)，使得鏡頭在工作溫度_40°C~+ 85°C的溫度范圍內(nèi)保持較完美的成像清晰度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0035]圖1為本實用新型的實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖2為實施例1的象散曲線圖；
[0037]圖3為實施例1的畸變曲線圖；[0038]圖4為實施例1在-40°C時中心視場451p/mm的離焦曲線；
[0039]圖5為實施例1在20°C時中心視場451p/mm的離焦曲線；
[0040]圖6為實施例1在85°C時中心視場451p/mm的離焦曲線。
[0041]圖7為本實用新型的實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖8為實施例2的象散曲線圖；
[0043]圖9為實施例2的畸變曲線圖；
[0044]圖10為實施例2在-40°C時中心視場451p/mm的離焦曲線；
[0045]圖11為實施例2在20°C時中心視場451p/mm的離焦曲線；
[0046]圖12為實施例2在85°C時中心視場451p/mm的離焦曲線。
【具體實施方式】
[0047]以下結(jié)合附圖1對本實用新型的實施例1進行詳細描述。
[0048]如圖1所示，該光學鏡頭從物方開始依次設(shè)有前透鏡群組、光闌L9、后透鏡群組、濾色片L7、成像面L8，所述的前透鏡群組具有正的光焦度，后透鏡群組具有正的光焦度。
[0049]所述前透鏡群組是由具有負光焦度的第一透鏡LI彎月鏡片與具有負光焦度的凹面朝向物方彎月鏡片的第二透鏡L2，及具有正光焦度的雙凸第三透鏡L3組成；
[0050]后透鏡群組，具有正的光焦度，由三個透鏡單元組成，從物方至像方依次為第四透鏡L4、第五透鏡L5、第六透鏡L6，且`第四透鏡L4和第五透鏡L5組成一"^膠合鏡片，具有正的光焦度的雙凸的第四透鏡在前，具有負的光焦度的第五透鏡在后，第六透鏡L6為具有正光焦度的凹面朝向物方的正彎月鏡片或具有正光焦度的雙凸鏡片。
[0051]并且其中前群的第二透鏡是塑料非球面，為使得光學系統(tǒng)后焦得到補償，同時選擇第六透鏡也為塑料非球面鏡片，通過兩個塑料鏡片光焦度及折射率溫度特性的合理選擇，得到合理的光學后焦BFL “熱脹冷縮”變化量。
[0052]從物方至像方，所述第一透鏡LI兩面為S1、S2，第二透鏡L2兩面為S3、S4，第三透鏡L3兩面為S5、S6，光闌L9為S7面，第四透鏡L4兩面為S8、S9，第五透鏡L5兩面為S9、S10，第六透鏡L6兩面為S11、S12，濾光片L7兩面為S13、S14。
[0053]且非球面鏡面的公式為:
【權(quán)利要求】
1.一種高像素光學鏡頭，其特征在于，從物方至像方依次為:正光焦度的前透鏡群組、光闌元件、正光焦度的后透鏡群組，所述前透鏡群組包括具有負光焦度的第一透鏡和具有負光焦度的第二透鏡，及具有正光焦度的雙凸第三透鏡，所述第一透鏡是彎月或雙凹鏡片，所述第二透鏡是凹面朝向物方的彎月鏡片； 所述后透鏡群組包括第四透鏡、第五透鏡和第六透鏡，且第四透鏡和第五透鏡組成一個膠合鏡片，具有正的光焦度的雙凸的第四透鏡在前，具有負的光焦度的第五透鏡在后，所述第六透鏡為具有正光焦度的凹面朝向物方的正彎月鏡片或具有正光焦度的雙凸鏡片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高像素光學鏡頭，其特征在于:所述光學鏡頭的總視場角FOV要滿足下述公式: 80° ≥ FOV ≥ 30°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高像素光學鏡頭，其特征在于: 所述第二透鏡為低負光焦度，滿足以下條件公式:
F2/F < -3，Vd (2) > 40 其中F2表示的是第二透鏡的焦距，F(xiàn)表示所述光學鏡頭的光學系統(tǒng)的整組焦距值，Vd(2)是第二透鏡的阿貝系數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高像素光學鏡頭，其特征在于: 所述第一透鏡滿足以下條件公式:
Nd (1X1.65, Vd (I) > 55 其中Nd (I)是第一透鏡的材料的折射率，Vd (I)是第一透鏡的材料的阿貝常數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高像素光學鏡頭，其特征在于: 所述第三透鏡滿足以下條件公式:
Nd (3) > 1.78，Vd (3) > 40 其中Nd (3)是第三透鏡的材料的折射率，Vd (3)是第三透鏡的材料的阿貝常數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高像素光學鏡頭，其特征在于:所述第四透鏡與第五透鏡滿足:
Vd (4) > 55，Vd (5) < 30， 且膠合單元接合面滿足下述條件公式:
5 > |Ε|/(Φ/2) > 2 其中，Vd (4)是第四透鏡的材料的阿貝常數(shù)，Vd (5)是第五透鏡的材料的阿貝常數(shù)，R為接合面的中心曲率半徑，Φ為接合面的光線有效口徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高像素光學鏡頭，其特征在于:所述光學鏡頭滿足:
TTL/F < 5 其中，TTL表示光學鏡頭光學系統(tǒng)的總長，F(xiàn)表示所述光學鏡頭的光學系統(tǒng)的整組焦距值。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高像素光學鏡頭，其特征在于:所述第一透鏡的最大通光口徑和對應(yīng)的成像像高、視場角滿足下述條件公式:
D/h/FOV ≤ 0.022 其中FOV表示鏡頭的最大視場角，D表示最大視場角所對應(yīng)的第一透鏡元件朝向物方凸面的最大通光口徑，h表示最大視場角所對應(yīng)的成像像高。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高像素光學鏡頭，其特征在于:所述光學鏡頭的光圈數(shù)滿足下述公式:FNO ≤1.8。
【文檔編號】G02B13/00GK203606551SQ201320680779
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月30日
【發(fā)明者】謝前森 申請人:寧波舜宇車載光學技術(shù)有限公司