CN106443968A - 用于车辆目标识别的中远距离车载镜头 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于车辆目标识别的中远距离车载镜头，包括2个透镜群组和光阑组成，其中从物方开始依次设有：具有正光焦度的前透镜群组、光阑和具有负光焦度的后透镜群组。所述的前透镜群组由一个具有正光焦度的第一透镜和一个胶合镜片组组成；所述的后透镜群组由一个具有负光焦度的第四透镜和一个具有正光焦度的第五透镜组成。本发明畸变小，分辨率高，视场角窄，能在拍摄中远距离目标时仍具有高清晰度；此外，镜头光学总长短，能有效地减轻振动对成像质量的影响，特别适用于车载相机系统。

Description

用于车辆目标识别的中远距离车载镜头
技术领域
本发明涉及一种车载镜头系统，尤指一种用于车辆目标识别的中远距离车载镜头。
背景技术
基于机器视觉的目标识别技术是无人驾驶汽车的研究热点之一，而视觉识别的效果在很大程度上取决于镜头的成像质量。目前，市场上常见的车载前视镜头往往具有相对较大的视场角，虽然能够较好的对近距离车辆目标成像，但对于中远距离车辆目标的成像效果较差，无法满足无人驾驶汽车在较高车速下行驶时，对前方预瞄距离的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于车辆目标识别的中远距离车载镜头，将其与视场角相对较大的车载镜头配合使用，以克服上述的技术缺陷，提高对中远距离车辆目标的成像质量。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种用于车辆目标识别的中远距离车载镜头，其特征在于，从物方开始依次包括具有正光焦度的前透镜群组、具有负光焦度的后透镜群组，光阑设在所述前透镜群组和后透镜群组之间；所述前透镜群组的第一透镜为双凸的正光焦度双球面玻璃镜片，第二透镜为凸向像方的正弯月双球面玻璃镜片，第三透镜为双凹的负光焦度双球面玻璃镜片，第二透镜和第三透镜组成一个胶合镜片；所述后透镜群组的第四透镜为凸向像方的负弯月双球面玻璃镜片，第五透镜为凸向物方的正弯月双球面玻璃镜片。
进一步地，所述前透镜群组中各镜片的相关参数为：
进一步地，所述后透镜群组中各镜片的相关参数为：
进一步地，所述前透镜群组的第一透镜后表面顶点与第二透镜前表面顶点之间的距离为0.1～0.2mm。
进一步地，所述后透镜群组的第四透镜后表面顶点与第五透镜前表面顶点之间的距离为0.15～0.25mm。
进一步地，所述前透镜群组的第三透镜后表面顶点与光阑之间的距离为4.0～4.2mm。
进一步地，所述后透镜群组的第四透镜前表面顶点与光阑之间的距离为9.8～10.0mm。
进一步地，所述用于车辆目标识别的中远距离车载镜头的有效焦距为38～42mm，视场角为8°～12°，光学总长为36～38mm。
采用上述技术方案后的有益效果体现在：与现有车载镜头相比，本发明畸变小，分辨率高，视场角窄，能在拍摄中远距离目标时仍具有高清晰度；此外，镜头光学总长短，能有效地减轻振动对成像质量的影响，特别适用于车载相机系统。
附图说明
图1为本发明的整体的结构示意图(物方处于最左侧位置、像方处于最右侧位置)。
图2为本发明的前透镜群组的结构示意图。
图3为本发明的后透镜群组的结构示意图。
图4为本发明的MTF(调制光学传递函数)示意图。
图5为本发明的场曲示意图。
图6为本发明的畸变示意图。
图7为本发明的相对照度示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式：如图1至图3所示，用于车辆目标识别的中远距离车载镜头，所述的车载镜头从物方开始依次包括具有正光焦度的前透镜群组，具有负光焦度的后透镜群组，光阑STO设在前透镜群组和后透镜群组之间。
所述的前透镜群组的第一透镜C1为双凸的正光焦度双球面玻璃镜片，第二透镜C2为凸向像方的正弯月双球面玻璃镜片，第三透镜C3为双凹的负光焦度双球面玻璃镜片，第二透镜C2和第三透镜C3组成一个胶合镜片，前透镜群组中各镜片的相关参数优选值如表3所示：
表3前透镜群组中各镜片的相关参数优选值
所述的后透镜群组的第四透镜C4为凸向像方的负弯月双球面玻璃镜片，第五透镜C5为凸向物方的正弯月双球面玻璃镜片，后透镜群组中各镜片的相关参数优选值如表4所示：
表4后透镜群组中各镜片的相关参数优选值
所述的前透镜群组的第一透镜C1后表面顶点与第二透镜C2前表面顶点之间的距离为0.1～0.2mm，优选0.15mm。
所述的后透镜群组的第四透镜C4后表面顶点与第五透镜C5前表面顶点之间的距离为0.15～0.25mm，优选0.2mm。
所述的前透镜群组的第三透镜C3后表面顶点与光阑STO之间的距离为4.0～4.2mm，优选4.078mm。
所述的后透镜群组的第四透镜C4前表面顶点与光阑STO之间的距离为9.8～10.0mm，优选9.935mm。
本发明用于车辆目标识别的中远距离车载镜头的有效焦距为40mm，视场角为8°～12°，优选8.6°，光学总长为36～38mm，优选37.35mm。
图4是本发明的MTF(调制光学传递函数)曲线图，图中横坐标表示空间频率，单位：线对每毫米(lp/mm)；纵坐标表示MTF(调制光学传递函数)的值，所述MTF的值用来评价车载镜头的成像清晰状况，取值范围为0～1，MTF曲线代表镜头的成像清晰能力，对图像的还原能力。从图4可以看出，各视场子午方向T和弧矢方向S的MTF曲线密集，其表示：该车载镜头在整个成像面IMA上具有良好的一致性，能够在整个成像面上高品质清晰的成像。
图5和图6分别为本发明的场曲图和畸变图，从图5与图6可以看出，该车载镜头的场曲小于0.1mm，畸变小于0.2％，能够满足市场上互补金属氧化物半导体(CMOS)以及电荷藕合器件(CCD)影像传感器接收的要求。
图7为本发明的相对照度图，图中横坐标表示镜头的视场范围，纵坐标表示镜头照度值，取值范围为0～1。从图中可以看出中间视场与边缘视场，照度值很高且差异值很小，其表示：该车载镜头在整个成像面IMA上具有很高的亮度且中心范围与边缘范围亮度一致性好。
通过以上具体实施方式可知，本发明通过采用具有正光焦度的前透镜群组和具有负光焦度的后透镜群组，可以有效的矫正光线的各种像差，得到很好的成像品质。此外，本发明的分辨率高，视场角窄，光学总长短，不仅能够保证在拍摄中远距离目标时得到高的清晰度，而且可以有效地减轻振动对成像质量的影响，特别适用于车载相机系统。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容已经全部记载在权利要求书中。

Claims (8)

1.一种用于车辆目标识别的中远距离车载镜头，其特征在于，从物方开始依次包括具有正光焦度的前透镜群组、具有负光焦度的后透镜群组，光阑设在所述前透镜群组和后透镜群组之间；所述前透镜群组的第一透镜为双凸的正光焦度双球面玻璃镜片，第二透镜为凸向像方的正弯月双球面玻璃镜片，第三透镜为双凹的负光焦度双球面玻璃镜片，第二透镜和第三透镜组成一个胶合镜片；所述后透镜群组的第四透镜为凸向像方的负弯月双球面玻璃镜片，第五透镜为凸向物方的正弯月双球面玻璃镜片。
2.如权利要求1所述的一种用于车辆目标识别的中远距离车载镜头，其特征在于，所述前透镜群组中各镜片的相关参数为：
3.如权利要求1所述的一种用于车辆目标识别的中远距离车载镜头，其特征在于，所述后透镜群组中各镜片的相关参数为：
4.如权利要求1所述的一种用于车辆目标识别的中远距离车载镜头，其特征在于，所述前透镜群组的第一透镜后表面顶点与第二透镜前表面顶点之间的距离为0.1～0.2mm。
5.如权利要求1所述的一种用于车辆目标识别的中远距离车载镜头，其特征在于，所述后透镜群组的第四透镜后表面顶点与第五透镜前表面顶点之间的距离为0.15～0.25mm。
6.如权利要求1所述的一种用于车辆目标识别的中远距离车载镜头，其特征在于，所述前透镜群组的第三透镜后表面顶点与光阑之间的距离为4.0～4.2mm。
7.如权利要求1所述的一种用于车辆目标识别的中远距离车载镜头，其特征在于，所述后透镜群组的第四透镜前表面顶点与光阑之间的距离为9.8～10.0mm。
8.如权利要求1所述的一种用于车辆目标识别的中远距离车载镜头，其特征在于，所述用于车辆目标识别的中远距离车载镜头的有效焦距为38～42mm，视场角为8°～12°，光学总长为36～38mm。
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