CN111913286B - 一种超广角高清车载镜头 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超广角高清车载镜头，包括第一透镜组、第二透镜组，第一透镜组与第二透镜组从前到后同轴设置于物面与像面之间；第一透镜组与第二透镜组之间设置有光阑，第二透镜组与像面之间设置有滤光片；第一透镜组具有负焦距，第二透镜组具有正焦距；本发明仅通过六片玻璃球面镜片即可生产出具有高视场角、良好像差特性、较高图像分辨率以及清晰度的光学镜头，在监视拍照过程中不容易出现拍摄死角，监控范围较大，因此更有利于清楚有效的还原事发经过，尤其作为超广角高清车载镜头使用。此外，本发明的结构简单紧凑、透镜数量少，有利于镜头的小型化设计，从而降低生产成本。

Description

一种超广角高清车载镜头
技术领域
本发明涉及一种镜头，尤其涉及一种超广角高清车载镜头。
背景技术
广角镜头是一种能够将摄像范围以更宽阔的视角进行拍摄的镜头，根据广角镜头视角范围大的这种特质，其通常被广泛应用在监控用或车载用的摄像装置上。
近年来，移动装置、车用装置、运动装置及安全监控装置等领域的产品镜头也在朝向轻、薄、短小的设计趋势而发展，而在镜头模块小型化的过程中，人们还希望镜头兼具有较高的像素和视场角，这样才方便于撷取更宽广的视野范围。目前现有的车载拍照镜头的视场角不够高像素较低，容易导致拍照监控范围太小、存在诸多拍照死角等问题，也不利于清楚有效的记录还原事发经过，已经不能满足智能车载镜头对越来越高的视场角和清晰度的要求。因此，亟需一款大视场角且拥有较高成像质量的超广角高清车载镜头。
发明内容
为了解决上述技术所存在的不足之处，本发明提供了一种超广角高清车载镜头。
为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种超广角高清车载镜头，包括第一透镜组、第二透镜组，第一透镜组与第二透镜组从前到后同轴设置于物面与像面之间；第一透镜组与第二透镜组之间设置有光阑，第二透镜组与像面之间设置有滤光片；
第一透镜组包括一号透镜、二号透镜、三号透镜，一号透镜、二号透镜、三号透镜从前到后依次排列；
第二透镜组包括四号透镜、五号透镜、六号透镜，四号透镜、五号透镜、六号透镜从前到后依次排列；
第一透镜组具有负焦距，一号透镜为具有负光焦度且凸面朝向物面的弯月透镜，二号透镜为具有负光焦度的双凹透镜，三号透镜为具有正光焦度的双凸透镜；
第二透镜组具有正焦距，四号透镜为具有正光焦度的双凸透镜，五号透镜和六号透镜粘合形成胶合透镜组。
进一步地、超广角高清车载镜头的整个光学系统的焦距为f；
第一透镜组、第二透镜组的组合焦距分别为fa、fb；
一号透镜、二号透镜、三号透镜、四号透镜、胶合透镜组的焦距分别为f1、f2、f3、f4、f5-6；
第一透镜组的组合焦距的范围为1.5<|fa|/f<2，第二透镜组的组合焦距的范围为2<|fb|/f<2.5；
一号透镜的焦距范围为4<|f1|/f<4.5，二号透镜的焦距范围为2<|f2|/f<2.5，三号透镜的焦距范围为6<|f3|/f<9，四号透镜的焦距范围为2<|f4|/f<4，胶合透镜组的焦距范围为6<|f5-6|/f<9。
进一步地、一号透镜朝向物面的表面至像面沿光轴方向的距离为D，D的取值范围为5<|D/fa|<6.5且3.5<|D/fb|<5。
进一步地、一号透镜、二号透镜、三号透镜、四号透镜、五号透镜、六号透镜均为玻璃球面镜片。
进一步地、超广角高清车载镜头的光学总长TTL小于或者等于21.2mm。
进一步地、
一号透镜的折射率Nd为1.5<Nd<1.7，色散率Vd为55<Vd<65；
二号透镜的折射率Nd为1.5<Nd<1.7，色散率Vd为55<Vd<65；
三号透镜的折射率Nd为1.6<Nd<1.8，色散率Vd为22<Vd<30；
四号透镜的折射率Nd为1.5<Nd<1.7，色散率Vd为55<Vd<60；
五号透镜的折射率Nd为1.5<Nd<1.7，色散率Vd为58<Vd<62；
六号透镜的折射率Nd为1.8<Nd<1.9，色散率Vd为20<Vd<25。
本发明仅通过六片玻璃球面镜片即可生产出具有高视场角、良好像差特性、较高图像分辨率以及清晰度的光学镜头，在监视拍照过程中不容易出现拍摄死角，监控范围较大，因此更有利于清楚有效的还原事发经过，尤其作为超广角高清车载镜头使用。此外，本发明的结构简单紧凑、透镜数量少，有利于镜头的小型化设计，从而降低生产成本。
附图说明
图1为本发明的车载镜头的组成结构图。
图2为光线从实施例一进入的路径图。
图3为实施例一的MTF解像曲线图。
图4为实施例一的像散曲线图。
图5为实施例一的光学畸变图。
图6为实施例一的点列图。
图中：1、一号透镜；2、二号透镜；3、三号透镜；4、光阑；5、四号透镜；6、五号透镜；7、六号透镜；8、滤光片；9、像面；10、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，一种超广角高清车载镜头，包括第一透镜组、第二透镜组，第一透镜组与第二透镜组从前到后同轴设置于物面10与像面9之间；第一透镜组与第二透镜组之间设置有光阑4，以限制经过第一透镜组在进入第二透镜组时光学的光通量。
第二透镜组与像面9之间设置有滤光片8，滤光片8可以滤掉设计波段外的噪声光，进而提升光学效能，实现最佳的成像效果。
第一透镜组用于以最大视场角接收外界光线，并修正部分像差；第二透镜组用于接收第一透镜组的光线，并将光线汇聚到像平面上。
第一透镜组包括一号透镜1、二号透镜2、三号透镜3，一号透镜1、二号透镜2、三号透镜3从前到后依次排列；第二透镜组包括四号透镜5、五号透镜6、六号透镜7，四号透镜5、五号透镜6、六号透镜7从前到后依次排列。
第一透镜组具有负焦距，一号透镜1具有负光焦度，其为物侧表面为凸面且像侧表面为凹面的新月型透镜，用以增加广角镜头的视场角；二号透镜2具有负光焦度，其为物侧表面和像侧表面均为凹面的透镜，以校正穿经一号透镜1的光线所产生的像差，并将光线传送三号透镜3；三号透镜3具有正光焦度，其为物侧表面和像侧表面均为凸面的透镜，用以校正穿经二号透镜2的光线所产生的像差，并将光线经光阑的光线汇聚并传送到四号透镜5；四号透镜5具有正光焦度，其为物侧表面和像侧表面双凸透镜，以校正光阑后光线的像差；五号透镜6和六号透镜7相互粘合形成胶合透镜组，该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。
超广角高清车载镜头的整个光学系统的焦距为f；则第一透镜组、第二透镜组的组合焦距fa、fb分别满足以下条件；第一透镜组的组合焦距的范围为1.5<|fa|/f<2，fa在此范围内可增大光学镜头的视角并且有利于第一透镜组的加工；
第二透镜组的组合焦距的范围为2<|fb|/f<2.5，fb在此范围内可减小系统的高级像差改善成像质量同时校正畸变提高影像周边的光亮度。
一号透镜1、二号透镜2、三号透镜3、四号透镜5、胶合透镜组的焦距分别为f1、f2、f3、f4、f5-6；一号透镜1的焦距范围为4<|f1|/f<4.5，二号透镜2的焦距范围为2<|f2|/f<2.5，三号透镜3的焦距范围为6<|f3|/f<9，四号透镜5的焦距范围为2<|f4|/f<4，胶合透镜组的焦距范围为6<|f5-6|/f<9。
此外，一号透镜1朝向物面的表面至像面9沿光轴方向的距离为D，D的取值范围为5<|D/fa|<6.5且3.5<|D/fb|<5。
本发明的车载镜头中的一号透镜1、二号透镜2、三号透镜3、四号透镜5、五号透镜6、六号透镜7均为玻璃球面镜片，具有良好的像差特性，成像质量好，还可以有效降低加工难度和生产成本。
超广角高清车载镜头的光学总长TTL小于或者等于21.2mm。
一号透镜1的折射率Nd为1.5<Nd<1.7，色散率Vd为55<Vd<65；
二号透镜2的折射率Nd为1.5<Nd<1.7，色散率Vd为55<Vd<65；
三号透镜3的折射率Nd为1.6<Nd<1.8，色散率Vd为22<Vd<30；
四号透镜5的折射率Nd为1.5<Nd<1.7，色散率Vd为55<Vd<60；
五号透镜6的折射率Nd为1.5<Nd<1.7，色散率Vd为58<Vd<62；
六号透镜7的折射率Nd为1.8<Nd<1.9，色散率Vd为20<Vd<25。
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。
实施例一：
本实施例中，车载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 折射率 色散系数
一号透镜 球面 15.07 0.6 1.62 60.4
球面 3.91 2.89
二号透镜 球面 -38.72 0.57 1.62 60.4
球面 2.93 1.22
三号透镜 球面 21.48 2.4 1.76 27.5
球面 -21.48 3
光阑 球面 0.06
四号透镜 球面 6.64 2.95 1.62 58.2
球面 -6.64 0.15
五号透镜 球面 9.28 2.16 1.6 60.6
六号透镜 球面 -2.62 0.5 1.85 23.8
球面 -9.65 0.3
滤光片 球面 无限 0.3 1.52 64.2
球面 无限 0.1
本实施例中，|fa|/f＝1.83，|fb|/f＝2.33，|f1|/f＝4.4，|f2|/f＝2.2，|f3|/f＝7.4，|f4|/f＝2.95，|f5-6|/f＝8.4，|D/fa|＝5.87，|D/fb|＝4.6。
下面通过具体实验对本发明的车载镜头的光学性能进行验证。
本实施例在不同视场(FIELD)的MTF(Modulation Transfer Function，调制传递函数)解像曲线如图3所示，其中，横坐标SPATIAL FREQUENCY IN CYCLES PER MILLIMETER表示线对/每毫米(lp/mm)的空间频率，纵坐标表示MTF值。从图3可以看出，本实施例在160lp/mm的空间频率内展现了较好的对比度，其综合解像水平较高，也意味着拍摄画面的清晰度较高，且整个MTF下降平滑，高频和低频部分可以得到有效的平衡。
本实施例的像散曲线如图4所示，纵坐标表示角度，横坐标FOCUS(MILLIMETERS)表示调焦(mm)。从图中可以看出，本实施例的像散得到了有效控制，可在一定程度上反应光学畸变水平。
本实施例的光学畸变(DISTORTION)图如图5所示，当全球面设计在超广角全视场时，本实施例的最大畸变仅为-95％，畸变校正良好，适合作为超广角高清车载镜头使用。
本实施例在不同视场(FIELD)的光学系统点列图如图6所示，图6中，各视场下的成像点几乎都汇聚成了一个理想的点，表明本实施例具有良好的成像性能。
本发明仅通过六片玻璃球面镜片即可生产出具有高视场角、良好像差特性、较高图像分辨率以及清晰度的光学镜头，在监视拍照过程中不容易出现拍摄死角，监控范围较大，因此更有利于清楚有效的还原事发经过，尤其作为超广角高清车载镜头使用。此外，本发明的结构简单紧凑、透镜数量少，有利于镜头的小型化设计，从而降低生产成本。
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)

1.一种超广角高清车载镜头，其特征在于：镜头由第一透镜组、第二透镜组构成，第一透镜组与第二透镜组从前到后同轴设置于物面(10)与像面(9)之间；所述第一透镜组与第二透镜组之间设置有光阑(4)，第二透镜组与像面(9)之间设置有滤光片(8)；
所述第一透镜组由一号透镜(1)、二号透镜(2)、三号透镜(3)构成，一号透镜(1)、二号透镜(2)、三号透镜(3)从前到后依次排列；
所述第二透镜组由四号透镜(5)、五号透镜(6)、六号透镜(7)构成，四号透镜(5)、五号透镜(6)、六号透镜(7)从前到后依次排列；
所述第一透镜组具有负焦距，一号透镜(1)为具有负光焦度且凸面朝向物面的弯月透镜，二号透镜(2)为具有负光焦度的双凹透镜，三号透镜(3)为具有正光焦度的双凸透镜；
所述第二透镜组具有正焦距，四号透镜(5)为具有正光焦度的双凸透镜，五号透镜(6)和六号透镜(7)粘合形成胶合透镜组；
所述超广角高清车载镜头的整个光学系统的焦距为f；
所述第一透镜组、第二透镜组的组合焦距分别为fa、fb；
所述一号透镜(1)、二号透镜(2)、三号透镜(3)、四号透镜(5)、胶合透镜组的焦距分别为f1、f2、f3、f4、f5-6；
所述第一透镜组的组合焦距的范围为1.5<|fa|/f<2，第二透镜组的组合焦距的范围为2<|fb|/f<2.5；
所述一号透镜(1)的焦距范围为4<|f1|/f<4.5，二号透镜(2)的焦距范围为2<|f2|/f<2.5，三号透镜(3)的焦距范围为6<|f3|/f<9，四号透镜(5)的焦距范围为2<|f4|/f<4，胶合透镜组的焦距范围为6<|f5-6|/f<9。
2.根据权利要求1所述的超广角高清车载镜头，其特征在于：所述一号透镜(1)朝向物面的表面至像面(9)沿光轴方向的距离为D，D的取值范围为5<|D/fa|<6.5且3.5<|D/fb|<5。
3.根据权利要求1所述的超广角高清车载镜头，其特征在于：所述一号透镜(1)、二号透镜(2)、三号透镜(3)、四号透镜(5)、五号透镜(6)、六号透镜(7)均为玻璃球面镜片。
4.根据权利要求1所述的超广角高清车载镜头，其特征在于：所述超广角高清车载镜头的光学总长TTL小于或者等于21.2mm。
5.根据权利要求1所述的超广角高清车载镜头，其特征在于：
所述一号透镜(1)的折射率Nd为1.5<Nd<1.7，色散率Vd为55<Vd<65；
所述二号透镜(2)的折射率Nd为1.5<Nd<1.7，色散率Vd为55<Vd<65；
所述三号透镜(3)的折射率Nd为1.6<Nd<1.8，色散率Vd为22<Vd<30；
所述四号透镜(5)的折射率Nd为1.5<Nd<1.7，色散率Vd为55<Vd<60；
所述五号透镜(6)的折射率Nd为1.5<Nd<1.7，色散率Vd为58<Vd<62；
所述六号透镜(7)的折射率Nd为1.8<Nd<1.9，色散率Vd为20<Vd<25。
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