攝像元件用的攝像鏡頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及攝像鏡頭，特別涉及一種能以寬視場角進行拍攝的高分辨率日夜共焦 攝像鏡頭。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著(XD、CMOS等攝像元件的不斷發(fā)展，監(jiān)控領(lǐng)域?qū)z像像素的要求也不 斷提高。隨著智能家居市場的不斷擴大，對于能夠日夜共用的小型監(jiān)控攝像機的需求也在 增加，因大量消費所產(chǎn)生的低成本化的要求進一步增強。在許多場合人們除了要求在白天 能清晰的看清目標(biāo)，同時也要求在照度很低的條件下（如夜晚），通過輔助光源（如近紅外 LED光源，半導(dǎo)體激光光源等）也能看清景物的細節(jié)，為此，發(fā)展了日夜型的攝像系統(tǒng)，相應(yīng) 也開發(fā)了配套的系列化日夜型攝像鏡頭。這種新型鏡頭要求在很寬的光譜區(qū)域（從可見光 譜區(qū)到近紅外光譜區(qū)），在共有的一個最佳像面上都能有同樣高的成像質(zhì)量，這樣就帶來如 何減少光學(xué)系統(tǒng)二級光譜的問題。國外近年來發(fā)展的這類鏡頭普遍通過選用低色散高折射 率的LD光學(xué)玻璃材料和非球面設(shè)計等方法，較好地解決了寬光譜共焦的難題，推出了適應(yīng) 日夜兩用的百萬級總像素的高清晰度視頻攝像鏡頭，但它的投資和加工成本較高，為國內(nèi) 普通鏡頭的幾倍。再有，相應(yīng)于攝像元件的小型化，攝像元件的高像素化也在發(fā)展，像素尺 寸急速的極小化。為了使攝像鏡頭適應(yīng)于這種攝像元件，針對攝像鏡頭除了良好的校正像 差的要求之外，以鏡頭的大口徑比化獲得充分的衍射分辨率的要求也有所提高。
[0003] 為實現(xiàn)高性能大口徑日夜共焦的攝像鏡頭，業(yè)內(nèi)有很多人對鏡頭的結(jié)構(gòu)進行了改 進，例如在中國專利CN102004301、CN102279458以及CN102778746中都分別公開了一種攝 像鏡頭，具有短焦距、短總長的性能。但是，這些攝像鏡頭口徑比較小，而且鏡片枚數(shù)較多， 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種攝像元件用的攝像鏡頭，以解決現(xiàn)有鏡頭的的不足。
[0005] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了 一種攝像元件用的攝像鏡頭，包括沿物側(cè)至像側(cè) 依次排列的第一透鏡、第二透鏡、孔徑光闌、第三透鏡和第四透鏡，其中，
[0006] 攝像鏡頭的口徑比在F/2. 4以下；
[0007] 第一透鏡為具有負的光焦度的球面透鏡，且第一透鏡物側(cè)為球面凹面；
[0008] 第二透鏡為具有正的光焦度的非球面透鏡，且第二透鏡兩面均為非球面凸面；
[0009] 第三透鏡為具有正的光焦度的球面透鏡，且第三透鏡兩面均為球面凸面；
[0010] 第四透鏡為具有負的光焦度的平凹透鏡，且第四透鏡物側(cè)為球面凹面；
[0011] 孔徑光闌設(shè)置在第三透鏡和第二透鏡之間。
[0012] 采用以上技術(shù)方案的攝像元件用的攝像鏡頭，采用四片透鏡和孔徑光闌，可減小 系統(tǒng)主光線出射角，并使軸外像差得到良好校正。孔徑光闌靠后，可以一定程度的較小球差 和像散。同時，孔徑光闌靠近成像面，有利于經(jīng)過成像系統(tǒng)的出射光線CRA(主光線出射角） 能盡量小，對邊緣光線的成像亮度也有一定提升效果?？讖焦怅@處于第一透鏡和第二透鏡 的后方，能夠有效承接邊緣光線，滿足大孔徑光闌時，邊緣光線仍能夠較好的聚合。由此， 該攝像鏡頭不僅結(jié)構(gòu)更小、口徑比更大、性能更高，而且可日夜共焦。
[0013] 在一些實施方式中，該攝像鏡頭滿足以下條件特征：
[0014] (1)-0. 9<f/fl<-0. 5
[0015] (2)0. 3<f/f2<0. 7
[0016] (3)0. 2<f/f34<0. 5
[0017] 其中，f為攝像鏡頭的組合焦距，Π 為第一透鏡的焦距，f2為第二透鏡的焦距，f34 為第三透鏡和第四透鏡的合成焦距。由此，該攝像鏡頭縮短了鏡頭總長，并對各象差進行了 良好地校正，得到了更好的光學(xué)性能。
[0018] 在一些實施方式中，第二透鏡兩面均非球面凸面的表面形狀滿足以下方程式：
【主權(quán)項】
1. 攝像元件用的攝像鏡頭，其特征在于，包括沿物側(cè)至像側(cè)依次排列的第一透鏡、第二 透鏡、孔徑光闌、第三透鏡和第四透鏡，其中， 所述攝像鏡頭的口徑比在F/2. 4以下； 所述第一透鏡為具有負的光焦度的球面透鏡，且所述第一透鏡物側(cè)為球面凹面； 所述第二透鏡為具有正的光焦度的非球面透鏡，且所述第二透鏡兩面均為非球面凸 面； 所述第三透鏡為具有正的光焦度的球面透鏡，且所述第三透鏡兩面均為球面凸面； 所述第四透鏡為具有負的光焦度的平凹透鏡，且所述第四透鏡物側(cè)為球面凹面； 所述孔徑光闌設(shè)置在所述第三透鏡和第二透鏡之間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像元件用的攝像鏡頭，其特征在于，該攝像鏡頭滿足以下 條件特征： (1) -0. 9<f/fl<-0. 5 (2) 0. 3<f/f2<0. 7 (3) 0. 2<f/f34<0. 5 其中，f為所述攝像鏡頭的組合焦距，Π 為所述第一透鏡的焦距，f2為所述第二透鏡的 焦距，f34為所述第三透鏡和所述第四透鏡的合成焦距。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的攝像元件用的攝像鏡頭，其特征在于，所述第二透鏡兩面 均非球面凸面的表面形狀滿足以下方程式：
式中，參數(shù)z為以非球面與光軸的交點為起點，非球面在垂直光軸方向的軸向值，參數(shù) c為半徑所對應(yīng)的曲率；參數(shù)r為徑向坐標(biāo)，其單位和透鏡長度單位相同，參數(shù)k為圓錐二 次曲線系數(shù)，參數(shù)％至a 4分別表示各徑向坐標(biāo)所對應(yīng)的系數(shù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的攝像元件用的攝像鏡頭，其特征在于，所述第二透鏡物側(cè)凸 面的非球面參數(shù)為： k = -1.469718, al = -1.5146334E-003, a2 = -6· 4103530E-005, a3 =-2. 9608242E-005, a4 = I.9342957E-007 ； 所述第二透鏡像側(cè)凸面的非球面參數(shù)為： k = 0.2897698, al = -1.6898246E-003, a2 = -1.7644513E-004, a3 = 4· 6863064E-006, a4 = -6· 1608248E-007。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像元件用的攝像鏡頭，其特征在于，所述第三透鏡和所述 第四透鏡構(gòu)成膠合鏡片組。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像元件用的攝像鏡頭，其特征在于，所述第三透鏡和所述 第四透鏡構(gòu)成的膠合鏡片組的焦距f34滿足：5. 56mm〈f34〈13. 59mm。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像元件用的攝像鏡頭，其特征在于，所述第二透鏡為塑料 非球面透鏡，其余透鏡均為玻璃球面透鏡。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5或6或7所述的攝像元件用的攝像鏡頭，其特征在于，所述 第一透鏡采用重鋇火石玻璃制造，其焦距Π 、材料折射率NdU材料阿貝常數(shù)Vdl滿 足：-5. 56mm〈fl〈-3. 09mm，I. 66〈Ndl〈l. 73, 35〈Vdl〈49 ; 所述第二透鏡的焦距f2、材料折射率Nd2、材料阿貝常數(shù)Vd2滿足：3. 97mm〈f2〈9. 26mm， Nd2 = I. 5346±5%，Vd2 = 56. 27±5% ; 所述第三透鏡采用鑭火石玻璃制造，所述第四透鏡采用重火石玻璃制造。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像元件用的攝像鏡頭，其特征在于，該攝像鏡頭的光學(xué)總 長 TTL 滿足：14mm〈TTL〈18mm〇
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種攝像元件用的攝像鏡頭，包括沿物側(cè)至像側(cè)依次排列的第一透鏡、第二透鏡、孔徑光闌、第三透鏡和第四透鏡。采用以上技術(shù)方案的攝像元件用的攝像鏡頭，采用四片透鏡和孔徑光闌，可減小系統(tǒng)主光線出射角，并使軸外像差得到良好校正。孔徑光闌靠后，可以一定程度的較小球差和像散。同時，孔徑光闌靠近成像面，有利于經(jīng)過成像系統(tǒng)的出射光線CRA(主光線出射角)能盡量小，對邊緣光線的成像亮度也有一定提升效果。孔徑光闌處于第一透鏡和第二透鏡的后方，能夠有效承接邊緣光線，滿足大孔徑光闌時，邊緣光線仍能夠較好的聚合。由此，該攝像鏡頭不僅結(jié)構(gòu)更小、口徑比更大、性能更高，而且可日夜共焦。
【IPC分類】G02B13-06, G02B13-18, G02B13-00
【公開號】CN104834077
【申請?zhí)枴緾N201510282454
【發(fā)明人】趙治平, 陳波, 汪鴻飛, 劉佳俊, 向俊剛, 曾偉
【申請人】中山市弘景光電科技有限公司
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年5月28日