一种高清车载鱼眼镜头的制作方法
【技术领域】
本发明涉及一种高清车载鱼眼镜头。
背景技术：
鱼眼镜头是一种极端的广角镜头，也称为全景镜头。鱼眼镜头通过引入桶形畸变，强行的压缩大范围空间，从而获得视角大于180°，甚至达到270°以上的超广角成像，因此鱼眼镜头在对视场要求较高的监控设备中得的广泛运用。随着汽车工业的发展，考虑到驾驶的安全性，目前的汽车都安装了1个以上的鱼眼镜头，用于辅助驾驶员倒车和行驶。
从车载监控应用的角度来看，镜头的选择将直接决定影像视频的质量，若采集到的数据像素不高，后续的处理功能再强大也无法得到高质量的图片影像。从特性而言，虽然鱼眼镜头在视场角上提供给客户无与伦比的享受，但却也是牺牲了原有监控画面的形态为前提的，不过，这也是一种合理的现象。
一般的车载监控镜头在60°～90°左右，如果监控区域需要更大的范围，则只能通过几个摄像镜头组合来实现，但这无疑是增加了监控成本，同时，对后端显示处理和存储的技术要求也会更高。
本发明正是克服以上不足而开发的高清广角鱼眼车载镜头。
技术实现要素：
本发明目的是克服了现有技术的不足，提供一种结构简单、视场角广的高清车载鱼眼镜头，该车载鱼眼镜头结构紧凑、性价比高，实现画质高清虚拟成像。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种高清车载鱼眼镜头，其特征在于，从物侧至像侧依次设置有：
具有负曲折力的第一透镜，所述第一透镜的像侧面为凹面；
具有负曲折力的第二透镜，所述第二透镜的像侧面为凹面；
具有正曲折力的第三透镜，所述第三透镜的像侧面为凸面；
孔径光阑；
具有负曲折力的第四透镜，所述第四透镜的像侧面为凹面；
具有正曲折力的第五透镜，所述第五透镜的像侧面为凸面；
滤光片。
如上所述的一种高清车载鱼眼镜头，其特征在于，所述高清车载鱼眼镜头满足下列关系式：
-5.76<f/f1<-5.73；2.0<imgh/f<2.2；
其中，f为所述高清车载鱼眼镜头的有效焦距；f1为所述第一透镜的有效焦距，imgh为成像面上有效像素区域的对角线长度的一半。
如上所述的一种高清车载鱼眼镜头，其特征在于，所述高清车载鱼眼镜头满足下列关系式：
0.15<f2/f4<0.65；
-1.63<f2/f<-1.23
其中，f2为所述第二透镜的有效焦距；f4为所述第四透镜的有效焦距。
如上所述的一种高清车载鱼眼镜头，其特征在于，所述高清车载鱼眼镜头满足下列关系式：
0.9<dt22/dt31<1.1；
0.9<dt31/dt52<1.1；
其中，dt22为所述第二透镜的像侧面的有效半径；dt31为所述第三透镜的物侧面的有效半径；dt52为所述第五透镜的像侧面的有效半径。
如上所述的一种高清车载鱼眼镜头，其特征在于，所述高清车载鱼眼镜头满足下列关系式：
ttl/imgh<6.2；
其中，ttl为所述第一透镜的物侧面至成像面的轴上距离。
如上所述的一种高清车载鱼眼镜头，其特征在于,所述高清车载鱼眼镜头满足下列关系式：
0.02<t34/ttl<0.08；
0<t23/ttl<0.06；
其中，t34为所述第三透镜和所述第四透镜的轴上间隔距离；ttl为所述第一透镜的物侧面至成像面的轴上距离；t23为所述第二透镜和所述第三透镜的轴上间隔距离。
如上所述的一种高清车载鱼眼镜头，其特征在于,所述高清车载鱼眼镜头满足下列关系式：
0.65<∑ct/ttl<0.85；
其中，∑ct为所述第一透镜至所述第五透镜分别于光轴上的厚度总和；ttl为所述第一透镜的物侧面至成像面的轴上距离。
如上所述的一种高清车载鱼眼镜头，其特征在于,所述高清车载鱼眼镜头满足下列关系式：
0.4<ct1/ct5<1；
0.45<ct2/ct5<1.1；
其中，ct1为所述第一透镜在光轴上的中心厚度；ct2为所述第二透镜在光轴上的中心厚度；ct5为所述第五透镜在光轴上的中心厚度。
如上所述的一种高清车载鱼眼镜头，其特征在于,所述高清车载鱼眼镜头满足下列关系式：
-0.5<r1/r2<0；
其中，r1为所述第一透镜的物侧面的曲率半径；r2为所述第二透镜的物侧面的曲率半径。
如上所述的一种高清车载鱼眼镜头，其特征在于,所述第三透镜的物侧面为凸面，所述第四透镜的物侧面为凹面。
与现有技术相比，本发明有如下优点：
1、所述的高清车载鱼眼镜头能够实现超广角，具有较长的景深，拍摄范围较广；且有效修正各种像差，相对照度平滑，成像品质好；视场角可达197°，像面大小为5.5mm的130万像素高清车载鱼眼镜头。
2、所述的高清车载鱼眼镜头系统长度短，使其可以小型化。
3、本发明中的透镜利于加工，可以降低高清车载鱼眼镜头的生产成本。
【附图说明】
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明，其中：
图1是本发明的高清车载鱼眼镜头的结构示意图；
图2是实施例的高清车载鱼眼镜头的倍率色差图(mm)；
图3是实施例的高清车载鱼眼镜头的轴上色差图(mm)、像散图(mm)和畸变图(mm)；
图4是实施例的高清车载鱼眼镜头的相对照度图(mm)；
图5是实施例的高清车载鱼眼镜头的调制传递函数mtf曲线图(mm)。
【具体实施方式】
下面结合附图对本发明作进一步描述：
本发明中所涉及的透镜的物侧面指透镜朝向物侧的表面，像侧面指透镜朝向像侧的表面。
如图1至图5所示的一种高清车载鱼眼镜头，由物侧至像侧依次包括：
具有负曲折力的第一透镜l1，该第一透镜l1的像侧面s2为凹面；
具有负曲折力的第二透镜l2，该第二透镜l2的像侧面s4为凹面；
具有正曲折力的第三透镜l3，该第三透镜l3的像侧面s6为凸面；
孔径光阑l7；
具有负曲折力的第四透镜l4，该第四透镜l4的像侧面s8为凹面；
具有正曲折力的第五透镜l5，该第五透镜l5的像侧面s10为凸面；
滤光片l6；
该高清车载鱼眼镜头满足下列关系式：
-5.76<f/f1<-5.73；2.0<imgh/f<2.2；
其中，f为该高清车载鱼眼镜头的有效焦距；f1为该第一透镜l1的有效焦距，imgh为成像面s13上有效像素区域的对角线长的一半。
满足上述配置的高清车载鱼眼镜头能够实现超广角，具有较长的景深，拍摄范围较广；且有效修正各种像差，使得相对照度平滑；同时有利于缩短超广角摄像镜头的系统长度，保证其小型化。
较佳地，该高清车载鱼眼镜头满足下列关系式：
0.15<f2/f4<0.65；
-1.63<f2/f<-1.23
其中，f2为该第二透镜l2的有效焦距；f4为该第四透镜l4的有效焦距。
满足上式要求的高清车载鱼眼镜头能够修正像差和色差，提高超高清车载鱼眼镜头的成像品质。
较佳地，该高清车载鱼眼镜头满足下列关系式：
0.9<dt22/dt31<1.1；
0.9<dt31/dt52<1.1；
其中，dt22为该第二透镜l2的像侧面s4的有效半径；dt31为该第三透镜l3的物侧面s5的有效半径；dt52为该第五透镜l5的像侧面s10的有效半径。
满足上式要求的高清车载鱼眼镜头能够调整各视场的光线入射角度，有效避免全反射，进一步提升高清车载鱼眼镜头的成像品质。
较佳地，该高清车载鱼眼镜头满足下列关系式：
ttl/imgh<6.2；
其中，ttl为该第一透镜l1的物侧面s1至该成像面s13的轴上距离。
满足上式要求的高清车载鱼眼镜头有利于进一步缩短高清车载鱼眼镜头的系统长度，实现高清车载鱼眼镜头的小型化。
较佳地，该高清车载鱼眼镜头满足下列关系式：
0.02<t34/ttl<0.08；
0<t23/ttl<0.06；
其中，t34为该第三透镜l3和该第四透镜l4的轴上间隔距离；ttl为该第一透镜l1的物侧面s1至该成像面s13的轴上距离；t23为该第二透镜l2和该第三透镜l3的轴上间隔距离。
满足上式要求的高清车载鱼眼镜头能够提升高清车载鱼眼镜头的通光量，相对照度较平滑，边缘无突降。
较佳地，该高清车载鱼眼镜头满足下列关系式：
0.65<∑ct/ttl<0.85；
其中，∑ct为所述第一透镜l1至所述第五透镜l5分别于光轴上的厚度总和；ttl为该第一透镜l1的物侧面s1至该成像面s13的轴上距离。
满足上式要求的高清车载鱼眼镜头能够进一步保证高清车载鱼眼镜头的系统长度短，满足高清车载鱼眼镜头的小型化要求。
较佳地，该高清车载鱼眼镜头满足下列关系式：
0.4<ct1/ct5<1；
0.45<ct2/ct5<1.1；
其中，ct1为该第一透镜l1在光轴上的中心厚度；ct2为该第二透镜l2在该光轴上的中心厚度；ct5为该第五透镜l5在该光轴上的中心厚度。
满足上式要求的高清车载鱼眼镜头能够使透镜厚度均匀，降低高清车载鱼眼镜头的敏感性，有利于加工。
较佳地，该高清车载鱼眼镜头满足下列关系式：
-0.5<r1/r2<0；
其中，r1为该第一透镜l1的物侧面s6的曲率半径；r2为该第二透镜l2的物侧面s3的曲率半径。
满足上式要求的高清车载鱼眼镜头可使透镜易于加工，进而降低高清车载鱼眼镜头的生产成本，满足高清车载鱼眼镜头的低成本要求。
较佳地，该第三透镜l3的物侧面s5为凸面，该第四透镜l4的物侧面s7为凹面。
满足上式要求的高清车载鱼眼镜头能够进一步修正像差，提高高清车载鱼眼镜头的成像品质。
成像时，光线穿过上述五片透镜后经过具有物侧表面s11及像侧表面s12的滤光片l6后成像于成像面s13。
在本实施方式中，第二透镜l2、第三透镜l3、第四透镜l4及第五透镜l5都为非球面透镜。
所述的第二透镜l2、第三透镜l3、第四透镜l4和第五透镜l5的非球面表面形状满足以下方程：
下面是本发明一种高清高清车载鱼眼镜头的参数设计案例：
表1为高清车载鱼眼镜头的结构参数表
表1
表2为第二透镜l2和第三透镜l3的各非球面失高sag与半径r的比值范围
表2
表3为第四透镜l4和第五透镜l5的各非球面失高sag与半径r的比值范围
表3。
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