CN110068917A - 一种车载镜头以及车载镜头模组 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车载镜头以及车载镜头模组，其中，所述车载镜头从入光侧沿着主光轴到出光侧依次包括：具有负光焦度的第一透镜；具有负光焦度的第二透镜；具有正光焦度的第三透镜；光阑元件；具有光焦度为正的第四透镜；具有光焦度为正的第五透镜；本发明通过具有负光焦度的第二透镜、具有正光焦度的第三透镜、光阑元件、具有光焦度为正的第四透镜以及具有光焦度为正的第五透镜组成的车载镜头系统，具有更大视场角，应用更加广泛。

Description

一种车载镜头以及车载镜头模组

技术领域

本发明涉及一种光学成像技术领域，特别是涉及一种车载镜头以及车载镜头模组。

背景技术

目前车载行车记录监控对于行车安全以及交通纠纷有着重要作用，市场上此类车载镜头水平视场一般在90°～120°之间，夜晚成像表现较差；另外，由于镜头视场角度过大，造成镜片工艺难度加大，镜头成本居高不下。而现在多车道监控对水平视场提出了更高的要求，识别更远的车牌等物体对像素提出更高要求，夜视效果的提升需要更大的光圈来满足，拥有更高性能的同时降低成本是行业趋势。

近年来，行车安全越来越受到人们重视，各种辅助驾驶的成像设备应运而生，其中比较受关注的是360°全景监测设备，从各个方向对车辆周边环境进行监测，保证车辆的行车安全。而360°全景检测所需镜头的视场角要求很大，在180°甚至更大。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种车载镜头以及车载镜头模组，用于解决现有技术中视场角不够的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种车载镜头，所述车载镜头从入光侧沿着主光轴到出光侧依次包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、光阑元件、第四透镜以及第五透镜；所述第一透镜具有负光焦度；所述第二透镜具有负光焦度；所述第三透镜具有正光焦度；所述第四透镜具有正光焦度；所述第五透镜具有正光焦度。

可选的，所述车载镜头的广角为200°，所述车载镜头的光圈值F#＝2，所述车载镜头用于实现日夜两用。

可选的，第五透镜为正光焦度的胶合透镜，所述第五透镜包括第一子透镜和第二子透镜，所述第一子透镜为正光焦度的双凸形球面透镜，所述第二子透镜为负光焦度的新月形透镜。

可选的，所述光阑元件用于拦截进入车载镜头中的杂散光。

可选的，所述第四透镜靠近所述出光侧的一面为凸面，所述第五透镜靠近所述入光侧的一面为凸面，所述第四透镜靠近所述出光侧的一面与所述第五透镜靠近所述入光侧的一面相对设置。

可选的，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜以及第四透镜为新月形透镜；所述第一透镜的折射率为Nd1，Nd1≤1.85，所述第一透镜的阿贝常数为Vd1，Vd1≥50；所述第二透镜的折射率为Nd2，Nd2≤1.65，所述第二透镜的阿贝常数为Vd2，90≥Vd2≥50；所述第三透镜的折射率为Nd3，Nd3≥1.65，所述第三透镜的阿贝常数为Vd3，Vd3≤35；所述第四透镜的折射率为Nd4，Nd4≤1.65，所述第四透镜的阿贝常数为Vd4，Vd4≤70。

可选的，所述第一透镜靠近所述入光侧的一面的曲率半径为ρ1，所述第一透镜靠近所述出光侧的一面的曲率半径为ρ2，ρ1>ρ2。

可以理解的，新月形透镜是指透镜的两个面为一个具有一特定曲率半径的曲面，可以理解的新月形透镜的两个面皆为只有一个曲率半径的曲面。

可选的，所述第二透镜靠近所述入光侧的一面的曲率半径为ρ3，所述第二透镜靠近所述出光侧的一面的曲率半径为ρ4，ρ3>ρ4。

可选的，所述第三透镜靠近所述入光侧的一面的曲率半径为ρ5，所述第三透镜靠近所述出光侧的一面的曲率半径为ρ6，ρ5<ρ6。

可选的，所述第四透镜靠近所述入光侧的一面的曲率半径为ρ7，所述第四透镜靠近所述出光侧的一面的曲率半径为ρ8，ρ7>ρ8。

可选的，所述车载镜头还包括：滤光元件，设置在所述第五透镜靠近所述出光侧的一面的一侧；成像元件，设置在所述滤光元件靠近所述出光侧的一面的一侧。

本发明还提供一种车载镜头模组，包括上述车载镜头；感光元件，设置在所述成像元件靠近所述出光侧的一面的一侧。

可选的，所述车载镜头的光圈值F#＝2。如此，可以确保在200°左右的视场角的条件下，对波像差进行了校正。

可选的，本发明的车载镜头中的各个透镜可以采用球面，可以采用玻璃材质。

可选的，所述感光元件可以是CCD元件(Charge-coupled Device，电荷耦合元件)；还可以是CMOS器件(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体器件)。在此不做限制。

本发明还提供一种图像获取装置，包括：壳体以及设置在所述壳体上的上述车载镜头模组。

如上所述，本发明的车载镜头以及车载镜头模组，通过具有负光焦度的第二透镜、具有正光焦度的第三透镜、光阑元件、具有光焦度为正的第四透镜以及具有光焦度为正的第五透镜组成的车载镜头系统，具有更大视场角，应用更加广泛。

附图说明

图1显示为本发明的车载镜头的透镜分布示意图。

图2显示为本发明的车载镜头的系统点列图。

图3显示为本发明的车载镜头的调制传递函数曲线图。

元件标号说明

L1 第一透镜

L2 第二透镜

L3 第三透镜

L4 第四透镜

L5 第五透镜

L6 滤光元件

20 光阑元件

30 成像元件

OE 主光轴

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1至图3。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

请参阅图1，本发明提供一种车载镜头，所述车载镜头从入光侧沿着主光轴OE到出光侧依次包括：第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、光阑元件20、第四透镜L4以及第五透镜L5；所述第一透镜L1具有负光焦度；所述第二透镜L2具有负光焦度；所述第三透镜L3具有正光焦度；所述第四透镜L4具有正光焦度；所述第五透镜L5具有正光焦度。

在某些实施方式中，第五透镜L5为正光焦度的胶合透镜，所述第五透镜L5包括第一子透镜和第二子透镜，所述第一子透镜为正光焦度的双凸形球面透镜，所述第二子透镜为负光焦度的新月形透镜。

在某些实施方式中，所述车载镜头的广角为200°，所述车载镜头的光圈值F#＝2，所述车载镜头用于实现日夜两用。

在某些实施方式中，所述光阑元件20用于拦截进入车载镜头中的杂散光。

在某些实施方式中，所述第四透镜L4靠近所述出光侧的一面为凸面，所述第五透镜L5靠近所述入光侧的一面为凸面，所述第四透镜L4靠近所述出光侧的一面与所述第五透镜L5靠近所述入光侧的一面相对设置。

在某些实施方式中，通过第三透镜L3和第四透镜L4进一步地矫正了场曲，此外，第五透镜L5为胶合透镜，通过胶合透镜合理分配光焦度，不仅结构紧凑，而且使色差及球面像差得到修正，因此可以该车载镜头结构使成像质量大大提升，即使在大孔径时依然能满足高清需求。

在某些实施方式中，光阑元件20是设置在第三透镜L3和第四透镜L4之间，有利于校正大孔径带像差，此外，第三透镜L3和第四透镜L4的设置方式，可以用于校正场曲。

在某些实施方式中，所述第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4与第五透镜L5之间采用隔圈紧配。

在某些实施方式中，所述第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3以及第四透镜L4为新月形透镜；所述第一透镜L1的折射率为Nd1，Nd1≤1.85，所述第一透镜L1的阿贝常数为Vd1，Vd1≥50；所述第二透镜L2的折射率为Nd2，Nd2≤1.65，所述第二透镜L2的阿贝常数为Vd2，90≥Vd2≥50；所述第三透镜L3的折射率为Nd3，Nd3≥1.65，所述第三透镜L3的阿贝常数为Vd3，Vd3≤35；所述第四透镜L4的折射率为Nd4，Nd4≤1.65，所述第四透镜L4的阿贝常数为Vd4，Vd4≤70。

在某些实施方式中，所述第一透镜L1靠近所述入光侧的一面的曲率半径为ρ1，所述第一透镜L1靠近所述出光侧的一面的曲率半径为ρ2，ρ1>ρ2。

可以理解的，新月形透镜是指透镜的两个面为一个具有一曲率的曲面。

在某些实施方式中，所述第一透镜L1靠近所述入光侧的一面的曲率半径为ρ1，所述第一透镜L1靠近所述出光侧的一面的曲率半径为ρ2，ρ1>ρ2。

在某些实施方式中，所述第二透镜L2靠近所述入光侧的一面的曲率半径为ρ3，所述第二透镜L2靠近所述出光侧的一面的曲率半径为ρ4，ρ3>ρ4。

在某些实施方式中，所述第三透镜L3靠近所述入光侧的一面的曲率半径为ρ5，所述第三透镜L3靠近所述出光侧的一面的曲率半径为ρ6，ρ5<ρ6。

在某些实施方式中，所述第四透镜L4靠近所述入光侧的一面的曲率半径为ρ7，所述第四透镜L4靠近所述出光侧的一面的曲率半径为ρ8，ρ7>ρ8。

在某些实施方式中，所述第一透镜L1靠近所述入光侧的一面为凸面，所述第一透镜L1靠近所述出光侧的一面为凹面；所述第二透镜L2靠近所述入光侧的一面为凸面，所述第二透镜L2靠近所述出光侧的一面为凹面；所述第三透镜L3靠近所述入光侧的一面为凸面，所述第三透镜L3靠近所述出光侧的一面为凹面；所述第四透镜L4靠近所述入光侧的一面为凹面，所述第四透镜L4靠近所述出光侧的一面为凸面；所述第五透镜L5的第一子透镜靠近所述入光侧的一面为凸面，所述第一子透镜靠近所述出光侧的一面为凸面，所述第二子透镜靠近所述入光侧的一面为凹面，所述第二子透镜靠近所述出光侧的一面为凸面。且所述第一子透镜靠近所述入光侧。

在某些实施方式中，所述车载镜头还包括：滤光元件L6，设置在所述第五透镜L5靠近所述出光侧的一面的一侧；成像元件30，设置在所述滤光元件L6靠近所述出光侧的一面的一侧。

本发明还提供一种车载镜头模组，包括上述车载镜头；感光元件，设置在所述成像元件30靠近所述出光侧的一面的一侧。

在某些实施方式中，所述车载镜头的光圈值F#＝2。如此，可以确保在200°左右的视场角的条件下，对波像差进行了校正。

在某些实施方式中，本发明的车载镜头中的各个透镜可以采用球面，可以采用玻璃材质。

在某些实施方式中，所述感光元件可以是CCD元件(Charge-coupled Device，电荷耦合元件)；还可以是CMOS器件(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体器件)。在此不做限制。

本发明还提供图像获取装置，包括：壳体以及设置在所述壳体上的上述车载镜头模组。

请参阅图1，在某些实施方式中，沿着主光轴OE从入光侧开始对各个透镜的面进行编号，各个透镜靠近物方侧的一面可以定义为入光侧面，靠近成像一侧的面可以定义为出光侧面。以便更好的对本发明进行说明，第一透镜L1的入光侧面为r1，其出光侧面为r 2；第二透镜L2的入光侧面为r3，其出光侧面为r4；第三透镜L3的入光侧面为r5，其出光侧面为r6；第四透镜L4的入光侧面为r7，其出光侧面为r 8；第五透镜L5的入光侧面为r9，其出光侧面为r11；本发明中的第五透镜L5为胶合透镜，其包括光焦度为正的双凸形球面透镜以及光焦度为负的新月形透镜，所述第五透镜L5的胶合面为r10。

请参阅以下表一，表一为本发明一实施例的车载镜头的各元件参数表。

请参阅表一，可以理解，第一透镜L1的入光侧面r1的曲率半径为13.27，第一透镜L1的出光侧面r2的曲率半径为2.22。请结合图1，各个透镜的面的中心厚度是指在主光轴OE上，当前面在主光轴OE上的点到下一面在主光轴OE上的点的距离；因此，在某些实施例中，r1在主光轴OE上的点与r2在主光轴OE上的点的距离D1为1mm(毫米)；r2在主光轴OE上的点与r3在主光轴OE上的点的距离D2为3.2mm；r3在主光轴OE上的点与r4在主光轴OE上的点的距离D3为1mm；r4在主光轴OE上的点与r5在主光轴OE上的点的距离D4为0.3mm；r5在主光轴OE上的点与r6在主光轴OE上的点的距离D5为1.7mm；r6在主光轴OE上的点与光阑元件20在主光轴OE上的点的距离D6为0.1mm；光阑元件20在主光轴OE上的点与r7在主光轴OE上的点的距离DA为0.1mm；r7在主光轴OE上的点与r8在主光轴OE上的点的距离D7为0.7mm；r8在主光轴OE上的点与r9在主光轴OE上的点的距离D8为0.3mm；r9在主光轴OE上的点与r10在主光轴OE上的点的距离D9为1.4mm；r10在主光轴OE上的点与r11在主光轴OE上的点的距离D10为1.3mm；r11在主光轴OE上的点与滤光元件L6的入光侧面在主光轴OE上的点的距离D11为0.1mm。在某些实施方式中，滤光元件L6为一滤光片，滤光片的中心厚度是指滤光片的入光侧面在主光轴OE上的点与滤光片出光侧面在主光轴OE上的点的距离，为0.85mm；滤光片的出光侧面与在主光轴OE上的点与成像元件3030在主光轴OE上的点的距离为2.45mm。可以理解的，带单位的数值举例仅为说明本发明而列举的一个实施例。

在某些实施方式中，上述D1、D2、D3、D4、D5、D6满足以下关系：D1∶D2∶D3∶D4∶D5∶D6＝10∶32∶10∶3∶17∶1。

在某些实施方式中，r1的曲率半径为13.27；r2的曲率半径为2.22；r3的曲率半径为6.72；r4的曲率半径为1.87；r5的曲率半径为2.63；r6的曲率半径为5.87；r7的曲率半径为-26.61；r8的曲率半径为-2.57；r9的曲率半径为4.63；r10的曲率半径为-2.4；r11的曲率半径为-9.45。可以理解符号“-”为“负”，无符号“-”即为正。在某些实施方式中，将曲面的圆心落在曲面的物方一侧的曲面的曲率半径定义为“正”，将曲面的圆心落在曲面的成相方一侧的曲面的曲率半径定义为“负”，此定义仅为描述本发明的实施例。

在某时实施方式中，本发明的车载镜头的整体焦距值EFL，光圈值F#，视场角FOV，车载镜头总长TTL；可选的，EFL＝2.1mm，F#＝2，FOV＝200°，TTL＝14.5mm。

可以理解，上述各个参数的具体量值只作为一个实施例的取值，本发明的各个面的各个参数的取值在此不做唯一限定。在某些实施方式中，本发明的车载镜头中的各个透镜可以采用球面，各个透镜可以采用无机材料诸如玻璃，也可以采用有机材料诸如塑料，在此不做限制。

本发明还提供了一种车载镜头模组，包括：上述车载镜头；以及感光元件，设置在所述成像元件30的出光侧面。

在某些实施方式中，所述感光元件可以是CCD元件(Charge-coupled Device，电荷耦合元件)；还可以是CMOS器件(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体器件)。在此不做限定。在某些实施方式中，光圈值F#＝2，在确保200°左右的视场角的条件下，对波像差进行了校正，同时还可以选用规格为：有效像素为2560×2160；像元尺寸2.9μm×2.9μm的COMS器件,如此，可以实现了日夜观察的五百万像素的成像像质。

请参阅图2以及图3，图2中，采用本发明的车载镜头，在不同视场角的条件下，成像汇聚比较集中；图3中，在空间频率为160lp/mm处，各个视场角条件下的MTF(传递函数)值大于0.3。说明本发明的车载镜头已具备较好的成像质量，该车载镜头已将各种像差校正到一个较好的水平。

本发明还提供一种电子装置，包括：上述车载镜头模组；壳体。

如上所述，本发明的车载镜头以及车载镜头模组，通过具有负光焦度的第二透镜L2、具有正光焦度的第三透镜L3、光阑元件20、具有光焦度为正的第四透镜L4以及具有光焦度为正的第五透镜L5组成的车载镜头系统，具有更大视场角，应用更加广泛。

在某些实施方式中，本发明的车载镜头以及车载镜头模组可以应用于车载摄像头，如此在追求监控范围、成像清晰度、高分辨率的基础上，达到更高效的工艺和更低的成本。本发明的车载镜头可以同时适配0°CRA(chief ray angle，主光角)和15°CRA的车载CMOS器件，从而提高图像品质，本发明的车载镜头以及车载镜头模组，可广泛应用于各种车辆，是车载成像系统的主流产品。

综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种车载镜头，其特征在于，所述车载镜头从入光侧沿着主光轴到出光侧依次包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、光阑元件、第四透镜以及第五透镜；所述第一透镜具有负光焦度；所述第二透镜具有负光焦度；所述第三透镜具有正光焦度；所述第四透镜具有正光焦度；所述第五透镜具有正光焦度。

2.根据权利要求1所述的车载镜头，其特征在于，所述第五透镜包括第一子透镜和第二子透镜，所述第一子透镜为正光焦度的双凸形球面透镜，所述第二子透镜为负光焦度的新月形透镜。

3.根据权利要求1所述的车载镜头，其特征在于，所述车载镜头的广角为200°，所述车载镜头的光圈值F#＝2，所述车载镜头用于实现日夜两用。

4.根据权利要求1所述的车载镜头，其特征在于，所述第四透镜靠近所述出光侧的一面为凸面，所述第五透镜靠近所述入光侧的一面为凸面，所述第四透镜靠近所述出光侧的一面与所述第五透镜靠近所述入光侧的一面相对设置。

5.根据权利要求1所述的车载镜头，其特征在于，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜以及第四透镜为新月形透镜；

所述第一透镜的折射率为Nd1，Nd1≤1.85，所述第一透镜的阿贝常数为Vd1，Vd1≥50；

所述第二透镜的折射率为Nd2，Nd2≤1.65，所述第二透镜的阿贝常数为Vd2，90≥Vd2≥50；

所述第三透镜的折射率为Nd3，Nd3≥1.65，所述第三透镜的阿贝常数为Vd3，Vd3≤35；

所述第四透镜的折射率为Nd4，Nd4≤1.65，所述第四透镜的阿贝常数为Vd4，Vd4≤70。

6.根据权利要求1所述的车载镜头，其特征在于，所述第一透镜靠近所述入光侧的一面的曲率半径为ρ1，所述第一透镜靠近所述出光侧的一面的曲率半径为ρ2，ρ1>ρ2。

7.根据权利要求1所述的车载镜头，其特征在于，所述第二透镜靠近所述入光侧的一面的曲率半径为ρ3，所述第二透镜靠近所述出光侧的一面的曲率半径为ρ4，ρ3>ρ4。

8.根据权利要求1所述的车载镜头，其特征在于，所述第三透镜靠近所述入光侧的一面的曲率半径为ρ5，所述第三透镜靠近所述出光侧的一面的曲率半径为ρ6，ρ5<ρ6；所述第四透镜靠近所述入光侧的一面的曲率半径为ρ7，所述第四透镜靠近所述出光侧的一面的曲率半径为ρ8，ρ7>ρ8。

9.根据权利要求1所述的车载镜头，其特征在于，所述车载镜头还包括：

滤光元件，设置在所述第五透镜靠近所述出光侧的一面的一侧；

成像元件，设置在所述滤光元件靠近所述出光侧的一面的一侧。

10.一种车载镜头模组，其特征在于，包括：如权利要求9所述车载镜头；感光元件，设置在所述成像元件靠近所述出光侧的一面的一侧。