CN107065140B - 一种智能车载高像素广角镜头 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能车载高像素广角镜头，镜头从物面至像面依次同轴设置有第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜；第二透镜和第三透镜之间设置有孔径光阑；第六透镜和像面之间依次设置有滤光片、保护玻璃；第一透镜为具有负光焦度且凸面朝向物面的弯月透镜；第二透镜为具有正光焦度的双凸透镜；第三透镜为具有负光焦度的双凹透镜；第四透镜为具有正光焦度且凸面朝向像面的弯月透镜；第五透镜和第六透镜为相互粘合的胶合透镜。本发明具有镜片数量少、成像质量好、视场角大的优点，不仅可以满足车载广角镜头的小型化设计，而且具有较高的像素以及拍摄视野，具有广泛的实用性。

Description

一种智能车载高像素广角镜头
技术领域
本发明涉及一种广角镜头，尤其涉及一种智能车载高像素广角镜头，属于光学成像技术领域。
背景技术
近年来，在如移动装置、车用装置、运动装置及安全监控装置等领域产品上的镜头越来越有朝向轻、薄、短小的设计趋势而发展，因此镜头模块也必需符合体积小、质量轻的要求；而在镜头模块小型化的过程中，人们还希望镜头兼具较高的像素以及视场角，才能够撷取更宽广的视野范围。
然而，当镜头的视场角大于90度时，容易导致成像畸变与失真，为了补偿成像畸变或失真等像差，镜头就必须采用较多的透镜，这样导致了镜头的长度和重量的增加，与小型化的需求相违背。因此，如何能够设计一款小型化大视场角的需求，同时拥有较高的成像质量的广角镜头已成为目前该领域人士所极力研究的议题。
发明内容
为了解决上述技术所存在的不足之处，本发明提供了一种智能车载高像素广角镜头。
为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种智能车载高像素广角镜头，镜头从物面至像面依次同轴设置有第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜；第二透镜和第三透镜之间设置有孔径光阑；第六透镜和像面之间依次设置有滤光片、保护玻璃；
第一透镜为具有负光焦度且凸面朝向物面的弯月透镜；
第二透镜为具有正光焦度的双凸透镜；
第三透镜为具有负光焦度的双凹透镜；
第四透镜为具有正光焦度且凸面朝向像面的弯月透镜；
第五透镜和第六透镜为相互粘合的胶合透镜；该广角镜头中透镜总数为六片，第五透镜具有正光焦度，第六透镜具有负光焦度，胶合透镜具有正光焦度；
第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、胶合透镜的焦距分别为f1、 f2、f3、f4、f5-6，各透镜的焦距范围依次为：
1<|f1|/f<1.8；
1<|f2|/f<2；
1<|f3|/f<1.5；
2<|f4|/f<2.8；
2<|f5-6|/f<2.8。
广角镜头整个光学系统的焦距f与广角镜头的光学总长L之间的关系为： 5<|L/f|<7。
第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜均为玻璃球面镜片。
广角镜头的光学总长L≤20.98mm。
第一透镜的折射率Nd为1.7<Nd<1.9，色散率Vd为45<Vd<48；
第二透镜的折射率Nd为1.7<Nd<1.9，色散率Vd为21<Vd<24；
第三透镜的折射率Nd为1.7<Nd<1.9，色散率Vd为21<Vd<24；
第四透镜的色散率Vd为43<Vd<45；
第五透镜的折射率Nd为1.7<Nd<1.9，色散率Vd为45<Vd<48；
第六透镜的折射率Nd为1.8<Nd<2.1，色散率Vd为20<Vd<22。
本发明具有镜片数量少、成像质量好、视场角大的优点，不仅可以满足车载广角镜头的小型化设计，而且具有较高的像素以及拍摄视野，具有广泛的实用性。
附图说明
图1为本发明的系统组成结构图。
图2为光线从实施例一进入的路径图。
图3为实施例一在0.1至0.2视场的MTF解像曲线图。
图4为实施例一在0.3至0.8视场的MTF解像曲线图。
图5为实施例一在1.0视场的MTF解像曲线图。
图6为实施例一的球差图。
图7为实施例一的像散曲线图。
图8为实施例一的光学畸变图。
图中：1、第一透镜；2、第二透镜；3、第三透镜；4、第四透镜；5、第五透镜；6、第六透镜；7、滤光片；8、保护玻璃；9、像面；10、孔径光阑； 11、物面。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，本发明从物面11至像面9依次同轴设置有第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5、第六透镜6；第二透镜2和第三透镜 3之间设置有孔径光阑10，以限制光线经过第二透镜2在进入第三透镜3时的光通量；第六透镜6和像面9之间依次设置有滤光片7、保护玻璃8；
第一透镜1和第二透镜2共同构成具有正光焦度的透镜组，用于以最大视场角接收外界光线，并修正部分像差；第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5和第六透镜6共同构成具有正光焦度的透镜组，用于接收前方透镜组的光线，并将光线汇聚到像平面上；
第一透镜1为具有负光焦度且凸面朝向物面11的弯月透镜，用以增加广角镜头的视场角；
第二透镜2为具有正光焦度且物侧表面和像侧表面均为凸面的透镜，用以校正穿经第一透镜1的光线所产生的像差，并将光线经光阑10的光线汇聚并传送到第三透镜3；
第三透镜3为具有负光焦度的双凹透镜，用以校正穿经第二透镜2的光线所产生的像差，并将光线传送到第四透镜4；
第四透镜4为具有正光焦度且凸面朝向像面9的弯月透镜，用于将光线汇聚到第五透镜5和第六透镜6组合形成的胶合透镜组；
第五透镜5和第六透镜6为相互粘合的胶合透镜组，该胶合透镜组具有正光焦度，可实现最小色差，同时减小球差，并将光线成像到像面9。
将第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、胶合透镜组的焦距分别表示为f1、f2、f3、f4、f5-6，则各透镜的焦距范围依次为：
1<|f1|/f<1.8；
1<|f2|/f<2；
1<|f3|/f<1.5；
2<|f4|/f<2.8；
2<|f5-6|/f<2.8。
第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5、第六透镜6 均为玻璃球面镜片，具有像差特性好、成像质量好、加工难度以及生产成本低的优点。
广角镜头整个光学系统的焦距f与广角镜头的光学总长L之间的关系为： 5<|L/f|<7。广角镜头的光学总长L≤20.98mm。
第一透镜1的折射率Nd为1.7<Nd<1.9，色散率Vd为45<Vd<48；
第二透镜2的折射率Nd为1.7<Nd<1.9，色散率Vd为21<Vd<24；
第三透镜3的折射率Nd为1.7<Nd<1.9，色散率Vd为21<Vd<24；
第四透镜4的色散率Vd为43<Vd<45；
第五透镜5的折射率Nd为1.7<Nd<1.9，色散率Vd为45<Vd<48；
第六透镜6的折射率Nd为1.8<Nd<2.1，色散率Vd为20<Vd<22。
下面通过一项具体实施例对本发明的光学性能作进一步详细的说明。
本实施例中，广角镜头的具体光学参数见表1：
表1
表面名称 表面类型 曲面半径 厚度 材质
第一透镜 球面 42 0.6 TAF3_HOYA
球面 3.92 6.0367
第二透镜 球面 6.25 1.4 FDS90_HOYA
球面 -22 0.0903
球面 1.00E+18 0.4
第三透镜 球面 -6.7 1.42 FDS90_HOYA
球面 9.72 0.24
第四透镜 球面 -34.4 1.2 NBFD11_HOYA
球面 -5.38 0.1141
第五透镜 球面 7.75 2.95 TAF3_HOYA
第六透镜 球面 -3.8 1 FDS1_HOYA
球面 -15.5 0.4
滤光片 球面 1.00E+18 0.3 BK7_SCHOTT
球面 1.00E+18 0.4
保护玻璃 球面 1.00E+18 0.4 BK7_SCHOTT
图2展示了光线从本实施例中进入的路径图。下面通过具体实验对本发明的光学性能进行验证。
(1)本实施例在不同视场(FIELD)的MTF(Modulation Transfer Function，调制传递函数)解像曲线分别如图3、图4、图5所示，其中，横坐标表示线对/每毫米(lp/mm)的空间频率，纵坐标表示MTF值。图中，DIFFRACTION MTF表示衍射MTF、DIFFRACTION LIMIT表示衍射极限、AXIS表示中心轴、WAVELENGTH表示波长、WEIGHT表示权重。从图3-5中可以看出，本实施例在140lp/mm的空间频率内展现了较好的对比度，可以表明本实施例的综合解像水平较高。
(2)本实施例的球差图如图6所示，图中展示了五种不同颜色光谱的纵向球差值。其中，LONGITUDINAL SPHERICAL ABER表示纵向球差值，FOCUS (MILLIMETERS)表示调焦(mm)。该图可在一定程度上反应广角镜头的光学畸变水平。
(3)本实施例的像散曲线图如图7所示。其中，ASTIGMATIC FIELD CURVES表示像散曲线，ANGLE表示角度，FOCUS(MILLIMETERS)表示调焦 (mm)。从图中可以看出，本实施例的像散程度较轻，在全视场的像散可控制在0.025以内，可在一定程度上反应本实施例具有较低的光学畸变水平。
(4)本实施例的光学畸变(DISTORTION)图如图8所示。从图中可以看出，全球面设计在全视场时，最大畸变仅为-60％，表明本实施例具有较低的畸变，其光学性能较佳，适合于作为智能车载广角镜头使用。
上述实施方式并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种智能车载高像素广角镜头，其特征在于：所述广角镜头从物面(11)至像面(9)依次同轴设置有第一透镜(1)、第二透镜(2)、第三透镜(3)、第四透镜(4)、第五透镜(5)、第六透镜(6)；所述第二透镜(2)和第三透镜(3)之间设置有孔径光阑(10)；所述第六透镜(6)和像面(9)之间依次设置有滤光片(7)、保护玻璃(8)；
所述第一透镜(1)为具有负光焦度且凸面朝向物面(11)的弯月透镜；
所述第二透镜(2)为具有正光焦度的双凸透镜；
所述第三透镜(3)为具有负光焦度的双凹透镜；
所述第四透镜(4)为具有正光焦度且凸面朝向像面(9)的弯月透镜；
所述第五透镜(5)和第六透镜(6)为相互粘合的胶合透镜；该广角镜头中透镜总数为六片，第五透镜具有正光焦度，第六透镜具有负光焦度，胶合透镜具有正光焦度；
所述第一透镜(1)、第二透镜(2)、第三透镜(3)、第四透镜(4)、胶合透镜的焦距分别为f1、f2、f3、f4、f5-6，各透镜的焦距范围依次为：
1<|f1|/f<1.8；
1<|f2|/f<2；
1<|f3|/f<1.5；
2<|f4|/f<2.8；
2<|f5-6|/f<2.8。
2.根据权利要求1所述的智能车载高像素广角镜头，其特征在于：所述广角镜头整个光学系统的焦距f与广角镜头的光学总长L之间的关系为：5<|L/f|<7。
3.根据权利要求1或2所述的智能车载高像素广角镜头，其特征在于：所述第一透镜(1)、第二透镜(2)、第三透镜(3)、第四透镜(4)、第五透镜(5)、第六透镜(6)均为玻璃球面镜片。
4.根据权利要求3所述的智能车载高像素广角镜头，其特征在于：所述广角镜头的光学总长L≤20.98mm。
5.根据权利要求1所述的智能车载高像素广角镜头，其特征在于：
所述第一透镜(1)的折射率Nd为1.7<Nd<1.9，色散率Vd为45<Vd<48；
所述第二透镜(2)的折射率Nd为1.7<Nd<1.9，色散率Vd为21<Vd<24；
所述第三透镜(3)的折射率Nd为1.7<Nd<1.9，色散率Vd为21<Vd<24；
所述第四透镜(4)的色散率Vd为43<Vd<45；
所述第五透镜(5)的折射率Nd为1.7<Nd<1.9，色散率Vd为45<Vd<48；
所述第六透镜(6)的折射率Nd为1.8<Nd<2.1，色散率Vd为20<Vd<22。
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Denomination of invention: A Kind of Intelligent Vehicle High Pixel Wide Angle Lens

Effective date of registration: 20231007

Granted publication date: 20220715

Pledgee: Industrial and Commercial Bank of China Limited Weihai Branch

Pledgor: WEIHAI JIARUI OPTOELECTRONIC TECHNOLOGY CO.,LTD.

Registration number: Y2023980059987