一种广角镜头及包含其的摄像装置的制作方法

本发明涉及车辆辅助驾驶领域，尤其涉及一种广角镜头及包含其的摄像装置。

背景技术：

1、如今随着科技的高速发展，智能驾驶、虚拟现实等新的领域不断发展。镜头作为传统光学的重要组成部分，在各个领域中扮演着十分重要的作用。随着应用领域的扩展，对镜头各方面的要求也逐渐增多。更大的视场和更高的成像质量越来越被需求。一般我们认为全视场角在60°以上的镜头为广角镜头。广角镜头的显著特点就是视场大和焦距短。

2、蔡司公司的设计师ludwig bertele曾经设计了一个广角镜头，即被后世熟知的广角biogon镜头。biogon镜头采用了八片五组的结构，即沿光轴从左至右分别为单透镜、单透镜、双胶合透镜、三胶合透镜、单透镜，以下简称为1-1-2-3-1架构的镜片分组设计，如图5所示：

3、后来，蔡司在此基础上陆续推出了一系列biogon类型的广角镜头。biogon镜头具有非常好的分辨率，对畸变的校正能力十分好，基本上可以忽略变形，因此在当时推出后受到了摄影师们的大量追捧。

4、对于当时广角镜头来讲，很容易出现边缘照度相对中心照度较低的情况，甚至可能在成像接收面上出现暗角的现象。在六七十年代这个时间段，镜头的生产制造商通过采用具有负光焦度并且发散能力很强的透镜来改进设计结构，使得轴外视场的入射光束孔径大大增加，从而改善了广角透镜的边缘照度的问题。在八十年代，随着工业生产制造能力的提高，非球面被广泛应用到广角镜头领域，非球面的引入，对于像差的校正和结构的优化具有十分大的促进作用，大大的提高了广角镜头的成像质量，提高了生产规模。

5、对于现代广角镜头，结构上并没有太大的创新，绝大部分仍然是基于biogon镜头演变出来的，随着计算机辅助设计等现代化手段的引入，广角镜头设计的效率和质量都有很快速的提高，在像散、场曲、球差、彗差、色差等各种像差校正上都表现的十分优异。

6、纵观广角镜头的发展历史，镜头的设计所涉及的应用领域并不宽广，基本集中在摄影领域。在二十一世纪的今天，科学技术的高速发展和外部环境的相对稳定性，都给广角镜头提供了广阔的应用空间。

7、当广角镜头应用于汽车辅助驾驶时，需要镜头在无灯光、无月光的夜晚，照度为0.001lux的条件下进行拍摄。夜间辐射光谱范围除可见光之外，还有大量的近红外区域的光辐射。现有技术中的广角镜头都只适用于可见光范围，波长不包含近红外区域，因此在夜间星光下拍摄图像时将损失能量信息。相机的靶面越大，能接收的光辐射量越高，在夜间成像效果越好。现有镜头成像的像高也较小，不能与大靶面1.7inch(1080p，12μm)的国产微光相机相匹配。

技术实现思路

1、本发明的目的在于设计一种广角镜头，提供一种大靶面、大孔径、宽波段的广角镜头，实现在满足日间驾驶的前提下，更好的兼顾夜间驾驶。广角镜头的具体参数为：数值孔径na为1.5，视场角为90°，像面照度均匀，匹配1.7inch的探测器，成像波段550nm-950nm。上述参数都会增加光学系统的通光量，增大到达探测器的能量。所有透镜均为常用玻璃材质制成，使用了一面非球面，其余所有表面均为球面表面，可以在满足成像要求的前提下，尽量减小尺寸和成本。

2、实现本发明目的的技术解决方案为：

3、提供一种大靶面微光广角镜头，沿着光轴从物侧至像侧依序包括：过第一透镜群(g1)、光阑和第二透镜群(g2)到达像侧；第一透镜群(g1)，沿光轴从物侧到像侧依序包括具有负屈光力的双凹型第一透镜(l1)、具有正屈光力且像侧面为凹面的弯月型第二透镜(l2)、具有正屈光力且像侧面为凹面的弯月型第三透镜(l3)；具有正屈光力的双凸型第四透镜(l4)；具有正屈光力且像侧面为凹面的弯月型第五透镜(l5)；第二透镜群(g2)，该透镜群沿光轴从物侧到像侧依序包括具有负屈光力的双凹型第六透镜(l6)、具有正屈光力的双凸型第七透镜(l7)、具有正屈光力的双凸型第八透镜(l8)；具有负屈光力的双凹型第九透镜(l9)，整个广角镜头包含九片透镜，光阑位于第五透镜后(l5)。

4、广角镜头的焦距f为18.5mm，光学数值孔径na为1.5，视场角2θ为90°，可以匹配靶面1.7inch的微光探测器，成像波段550nm-950nm，包含可见光和近红外光。采用了一面非球面。光学总长l为95mm。

5、广角镜头沿着光轴从物侧至像侧依序包括第一透镜群、光阑和第二透镜群。整体采用了九片六组的结构，即单透镜-单透镜-双胶合透镜-单透镜-单透镜-双胶合透镜-双胶合透镜，以下简称1-1-2-1-2-2架构。

6、其中所有透镜均为常用玻璃材质制成；

7、本发明与现有技术相比，其显著优点是：

8、(1)本发明设计的广角镜头，同时满足大孔径和大视场角，匹配的探测器尺寸很大，像面照度均匀，成像波段同时包含可见光和近红外光，可以更好的利用能量。

9、(2)其中仅使用一面非球面，其余所有表面均为球面表面，在保证成像质量的基础上，降低了加工难度和加工成本。

10、(3)在满足设计参数的基础上，节省了尺寸、重量和成本。

技术特征：

1.一种广角镜头，其特征在于，沿着光轴从物侧至像侧依序包括：过第一透镜群(g1)、光阑和第二透镜群(g2)到达像侧；

2.根据权利要求1所述的镜头，其特征在于，所述镜头的成像波段550nm-950nm，包含可见光和近红外光；视场角2θ为90°；光学数值孔径na＝1.5。

3.根据权利要求1所述的镜头，其特征在于，满足条件式：0.26≤image/l≤0.28，其中image为像面大小，l为广角镜头系统光学总长。

4.根据权利要求1所述的镜头，其特征在于，第二透镜(l2)的光焦度第五透镜(l5)的光焦度

5.根据权利要求1所述的镜头，其特征在于，像侧面(s2)的曲率半径r2和物侧面(s3)的曲率半径r3满足关系：1≤r2/r3≤1.01。

6.根据权利要求1所述的镜头，其特征在于，像侧面(s2)的曲率半径r2和广角镜头系统焦距f满足关系：0.95≤r2/f≤1。

7.根据权利要求1所述的镜头，其特征在于，系统焦距参数优选但不限于18.5mm。

8.如权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，广角镜头系统像面大小参数优选但不限于26.4mm。

9.根据权利要求1所述的镜头，其特征在于，第一透镜l1的物侧面s1为非球面，其余所有透镜的表面均为球面表面。

10.一种摄像装置，其特征在于，所述摄像装置装配有如权利要求1至9中任一项所述的广角镜头。

技术总结本发明公开一种广角镜头及包含其的摄像装置，沿着光轴从物侧至像侧依序包括过第一透镜群、光阑和第二透镜群到达像侧；第一透镜群，沿光轴从物侧到像侧依序包括双凹型第一透镜、弯月型第二透镜、弯月型第三透镜、双凸型第四透镜、弯月型第五透镜；第二透镜群，该透镜群沿光轴从物侧到像侧依序包括双凹型第六透镜、双凸型第七透镜、双凸型第八透镜、双凹型第九透镜。与现有技术相比，本发明本设计的广角镜头，同时满足大孔径和大视场角，匹配的探测器尺寸很大，成像波段同时包含可见光和近红外光，可以更好的利用能量。技术研发人员：龚桐桐,周正平,杜亚清,许玉谋,王贵园,张俊玲,李其国,刘鑫睿,刘清,纪辉,桂征宇,王宇,刘洋,张一奇,陈恒,孙玉博受保护的技术使用者：江苏曙光光电有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/29