CN112394486A - 一种大靶面五百万像素光学镜头及其成像方法 - Google Patents

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黄锦煖
陈训安
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Abstract

本发明涉及一种大靶面五百万像素光学镜头，镜头的光学系统包括沿光线入射光路自左向右依次间隔设置的第一透镜L1、第二透镜L2、光阑、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7以及第八透镜L8；第一透镜L1为双凹负透镜，第二透镜L2为双凸正透镜，第三透镜L3为双凹负透镜，第四透镜L4为双凸正透镜，第五透镜L5为双凸正透镜，第六透镜L6为双凹负透镜，第七透镜L7为双凸正透镜，第八透镜L8为弯月负透镜。具有结构简单、成本低、成像距离远、整体可靠性高的特点。

Description

一种大靶面五百万像素光学镜头及其成像方法
技术领域
本发明涉及一种大靶面五百万像素光学镜头及其成像方法。
背景技术
近两年，国家出台了许多鼓励ADAS产品的行业标准和政策，对一些大型货运车辆、特殊行业车辆进行了明确的要求。行业标准中明确规定该类产品包含的功能主要有两个，其中一个就是前碰预警。
目前市面上车载前视镜头监控距离在100米以内，对更远距离的监控影像无法清晰呈现，并有部分采用1～2枚玻璃非球面，导致成本高昂。
发明内容
鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种大靶面五百万像素光学镜头及其成像方法，不仅结构简单，而且便捷高效。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种大靶面五百万像素光学镜头，镜头的光学系统包括沿光线入射光路自左向右依次间隔设置的第一透镜L1、第二透镜L2、光阑、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7以及第八透镜L8；第一透镜L1为双凹负透镜，第二透镜L2为双凸正透镜，第三透镜L3为双凹负透镜，第四透镜L4为双凸正透镜，第五透镜L5为双凸正透镜，第六透镜L6为双凹负透镜，第七透镜L7为双凸正透镜，第八透镜L8为弯月负透镜。
优选的，所有透镜均为球面透镜，均由玻璃材质制成。
优选的，第三透镜L3与第四透镜L4互相胶合形成胶合透镜，第六透镜L6与第七透镜L7与第八透镜L8互相胶合形成胶合透镜。
优选的，第一透镜L1与第二透镜L2之间的空气间隔为0.75±10％mm，第二透镜L2与第三透镜L3之间的空气间隔为1.61±10％mm，第四透镜L4与第五透镜L5之间的空气间隔为0.1±5％mm，第七透镜L7与第八透镜L8之间的空气间隔为1.3±10％mm。
优选的，光学系统的焦距为f，第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7、第八透镜L8的焦距分别为f1、f2、f3、f4，f5、f6、f7、f8，其中f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7、f8与f满足以下比例：-2.1<f1/f<-0.9，1<f2/f<1.5，-1.1<f3/f<-0.4，0.5<f4/f<1.5，0.5<f5/f<1.5，-0.6<f6/f<-0.3，0.5<f7/f<1.1，-2.1<f8/f<-1.1。
优选的，第一透镜L1满足关系式：Nd≤1.5，Vd≥55；第二透镜L2满足关系式：Nd≥1.7，Vd≤40；第三透镜L3满足关系式：Nd≥1.7，Vd≤40；第四透镜L4满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥55；第五透镜L5满足关系式：Nd≥1.7，Vd≤30；第六透镜L6满足关系式：Nd≥1.7，Vd≤30；第七透镜L7满足关系式：Nd≥1.6，Vd≤55；第八透镜L8满足关系式：Nd≥1.6，Vd≤40；其中Nd为折射率，Vd为阿贝常数。
优选的，光学系统的光学总长度TTL与光学系统的焦距F之间满足：TTL/F≤15。
一种大靶面五百万像素光学镜头的成像方法，按以下步骤进行：光线自左向右依次经第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7、第八透镜L8、保护玻璃GC后成像。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：相比于常见前视镜头监控距离在100米以内，本发明实现5米～300米范围内提供高清像质的目的；具有结构简单、成本低、成像距离远、整体可靠性高的特点。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
附图说明
图1是本发明实施例的光学结构示意图；
图2是本发明实施例的可见光MTF曲线图；
图3是本发明实施例的轴向色差曲线图；
图4是本发明实施例的星点图。
图中：
L1-第一透镜L1；L2-第二透镜L2；STO-光阑；L3-第三透镜L3；L4-第四透镜L4；L5-第五透镜L5；L6-第六透镜L6；L7-第七透镜L7；L8-第八透镜L8；GC-保护玻璃；IMG-成像面。
具体实施方式
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。
如图1～4所示，一种大靶面五百万像素光学镜头，镜头的光学系统包括沿光线入射光路自左向右依次间隔设置的第一透镜L1、第二透镜L2、光阑、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7以及第八透镜L8；第一透镜L1为双凹负透镜，第二透镜L2为双凸正透镜，第三透镜L3为双凹负透镜，第四透镜L4为双凸正透镜，第五透镜L5为双凸正透镜，第六透镜L6为双凹负透镜，第七透镜L7为双凸正透镜，第八透镜L8为弯月负透镜。
在本发明实施例中，所有透镜均为球面透镜，均由玻璃材质制成。采用全玻璃球面透镜，5米～300米范围内提供高清像质。
在本发明实施例中，第三透镜L3与第四透镜L4互相胶合形成胶合透镜，第六透镜L6与第七透镜L7与第八透镜L8互相胶合形成胶合透镜。
在本发明实施例中，第一透镜L1与第二透镜L2之间的空气间隔为0.75±10％mm，第二透镜L2与第三透镜L3之间的空气间隔为1.61±10％mm，第四透镜L4与第五透镜L5之间的空气间隔为0.1±5％mm，第七透镜L7与第八透镜L8之间的空气间隔为1.3±10％mm。
在本发明实施例中，光学系统的焦距为f，第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7、第八透镜L8的焦距分别为f1、f2、f3、f4，f5、f6、f7、f8，其中f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7、f8与f满足以下比例：-2.1<f1/f<-0.9，1<f2/f<1.5，-1.1<f3/f<-0.4，0.5<f4/f<1.5，0.5<f5/f<1.5，-0.6<f6/f<-0.3，0.5<f7/f<1.1，-2.1<f8/f<-1.1。
在本发明实施例中，第一透镜L1满足关系式：Nd≤1.5，Vd≥55；第二透镜L2满足关系式：Nd≥1.7，Vd≤40；第三透镜L3满足关系式：Nd≥1.7，Vd≤40；第四透镜L4满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥55；第五透镜L5满足关系式：Nd≥1.7，Vd≤30；第六透镜L6满足关系式：Nd≥1.7，Vd≤30；第七透镜L7满足关系式：Nd≥1.6，Vd≤55；第八透镜L8满足关系式：Nd≥1.6，Vd≤40；其中Nd为折射率，Vd为阿贝常数。
在本发明实施例中，光学系统的光学总长度TTL与光学系统的焦距F之间满足：TTL/F≤15。
一种大靶面五百万像素光学镜头的成像方法，按以下步骤进行：光线自左向右依次经第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7、第八透镜L8、保护玻璃GC后成像。
在本发明实施例中，表1示出了光学系统的各透镜的曲率半径R、厚度d、折射率Nd以及阿贝数Vd。
Figure BDA0002817550960000041
表1具体镜片参数表
在本发明实施例中，此光学系统实现的技术指标如下：
(1)焦距：EFFL＝7.95mm；(2)光圈F＝2.09；(3)视场角：2w≥70°；(4)TV畸变：＜-17.5％；(5)成像圆直径大于φ9.6；(6)工作波段：420～680nm；(7)光学总长TTL≤25mm，光学后截距BFL≥2mm；(8)该镜头适用于五百万像素CCD或CMOS摄像机。
由图2可以看出，该光学系统在可见光波段的MTF表现良好，各视场在空间频率80pl/mm处，其MTF值均大于0.4，可以达到五百万解像力需求。图3和图4为该光学系统的轴向色差曲线图与星点图。由图3可以看出，该光学系统的引入了球差的高级分量，使剩余带球差减小，从而使弥散变小。由图4可以看出，中心光斑半径为3um，边缘光斑半径集中在3.5um。综上可以看出，该光学系统具有优良的成像质量，完全满足五百万像素摄像要求。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可以得出其他各种形式的大靶面五百万像素光学镜头及其成像方法。凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (8)

1.一种大靶面五百万像素光学镜头，其特征在于：镜头的光学系统包括沿光线入射光路自左向右依次间隔设置的第一透镜L1、第二透镜L2、光阑、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7以及第八透镜L8；第一透镜L1为双凹负透镜，第二透镜L2为双凸正透镜，第三透镜L3为双凹负透镜，第四透镜L4为双凸正透镜，第五透镜L5为双凸正透镜，第六透镜L6为双凹负透镜，第七透镜L7为双凸正透镜，第八透镜L8为弯月负透镜。
2.根据权利要求1所述的大靶面五百万像素光学镜头，其特征在于：所有透镜均为球面透镜，均由玻璃材质制成。
3.根据权利要求1所述的大靶面五百万像素光学镜头，其特征在于：第三透镜L3与第四透镜L4互相胶合形成胶合透镜，第六透镜L6与第七透镜L7与第八透镜L8互相胶合形成胶合透镜。
4.根据权利要求1所述的大靶面五百万像素光学镜头，其特征在于：第一透镜L1与第二透镜L2之间的空气间隔为0.75±10％mm，第二透镜L2与第三透镜L3之间的空气间隔为1.61±10％mm，第四透镜L4与第五透镜L5之间的空气间隔为0.1±5％mm，第七透镜L7与第八透镜L8之间的空气间隔为1.3±10％mm。
5.根据权利要求1所述的大靶面五百万像素光学镜头，其特征在于：光学系统的焦距为f，第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7、第八透镜L8的焦距分别为f1、f2、f3、f4，f5、f6、f7、f8，其中f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7、f8与f满足以下比例：-2.1<f1/f<-0.9，1<f2/f<1.5，-1.1<f3/f<-0.4，0.5<f4/f<1.5，0.5<f5/f<1.5，-0.6<f6/f<-0.3，0.5<f7/f<1.1，-2.1<f8/f<-1.1。
6.根据权利要求1所述的大靶面五百万像素光学镜头，其特征在于：第一透镜L1满足关系式：Nd≤1.5，Vd≥55；第二透镜L2满足关系式：Nd≥1.7，Vd≤40；第三透镜L3满足关系式：Nd≥1.7，Vd≤40；第四透镜L4满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥55；第五透镜L5满足关系式：Nd≥1.7，Vd≤30；第六透镜L6满足关系式：Nd≥1.7，Vd≤30；第七透镜L7满足关系式：Nd≥1.6，Vd≤55；第八透镜L8满足关系式：Nd≥1.6，Vd≤40；其中Nd为折射率，Vd为阿贝常数。
7.根据权利要求1所述的大靶面五百万像素光学镜头，其特征在于：光学系统的光学总长度TTL与光学系统的焦距F之间满足：TTL/F≤15。
8.一种如权利要求1-7任一所述的大靶面五百万像素光学镜头的成像方法，其特征在于，按以下步骤进行：光线自左向右依次经第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7、第八透镜L8、保护玻璃GC后成像。
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