CN114019663A - 一种超大广角光学镜头组 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种超大广角光学镜头组，包括沿光线入射光路自左向右依次设置的第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、光阑、第四透镜L4、第五透镜L5以及第六透镜L6；所述光学系统的第一透镜L1、第三透镜L3由玻璃材料制成；其结构合理，尺寸更小，采用玻塑结构设计，兼具高解析力、高成像稳定性的优点。同时，本发明视场极大，足以胜任各型载客车辆的车内监控需求。本发明还采用了小F数、宽工作波段、低温漂设计，进一步确保了其复杂照明及气候环境和夜视环境下的成像质量。

Description

一种超大广角光学镜头组
技术领域
本发明涉及一种超大广角光学镜头组。
背景技术
近些年来，婴幼儿被遗忘车内致死的事件频发，使社会对行车安全的关注不再仅仅局限于传统意义上的交通事故，如何帮助并提醒驾驶员关注查看情况，防止类似悲剧的重演已经成为了当今各大汽车厂商的又一发展方向。利用光学镜头进行车内监控是最直接的手段，然而，视野小、解析力低、对复杂照明或温度条件适应性低下成为了限制车内监控镜头性能发展的主要瓶颈。
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超大广角光学镜头组，其结构合理，尺寸更小，采用玻塑结构设计，兼具高解析力、高成像稳定性的优点。同时，本发明视场极大，足以胜任各型载客车辆的车内监控需求。本发明还采用了小F数、宽工作波段、低温漂设计，进一步确保了其复杂照明及气候环境和夜视环境下的成像质量。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种光学镜头组，其特征在于：所述光学系统包括沿光线入射光路自左向右依次设置的第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、光阑、第四透镜L4、第五透镜L5以及第六透镜L6。
进一步的，所述光学系统的第一透镜L1、第三透镜L3由玻璃材料制成；第二透镜L2、第四透镜L4、第五透镜L5以及第六透镜L6由塑胶材料制成。
进一步的，所述光学系统的第三透镜L3、第四透镜L4以及第六透镜L6具有正光焦度，第一透镜L1、第五透镜L5具有负光焦度。
进一步的，所述光学系统第五透镜L5与第六透镜L6相互胶合成为双胶合透镜。
进一步的，所述光学系统的焦距为f，所述第一透镜L1、第三透镜L3、第五透镜L5的焦距分别为f1、f3、f5，且f1、f3、f5与f满足以下比例：-3.0<f1/f<-0.1，0.1<f3/f<3.5，-2.0<f5/f<-0.1。
进一步的，所述的第一透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥45.0；所述的第二透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≤56.0；所述的第三透镜满足关系式：Nd≥1.8，Vd≤55.0；所述的第四透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥50.0；所述的第五透镜满足关系式：Nd≥1.6，Vd≤50.0；所述的第六透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥50.0；其中Nd为折射率，Vd为阿贝常数。
进一步的，所述光学系统的第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6为非球面透镜。非球面曲线方程表达式为：
Figure BDA0003330673170000021
其中，Z为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时，距非球面顶点的离矢高；c为非球面的近轴曲率；k为圆锥常数；α1、α2、α3、α4、α5、α6、α7、α8均为高次项系数。
进一步的，所述光学系统的光学总长度TTL与所述光学系统的焦距f之间满足：TTL/f≤5.25。
进一步的，所述光学系统的F数<2.47。
进一步的，所述光学系统满足如下关系式：1.45≤ImgH/f≤1.74。其中，ImgH为电子光感原件有效像素区域对角线长度的一半；f为光学系统的有效焦距。
进一步的，所述第六透镜L6的右侧设有滤光片，所述滤光片的右侧设有保护玻璃。
与现有技术相比，本系统具有以下有益效果：
(1)采用2G4P结构设计，兼具较低成本与高成像质量的优势；
(2)结构较简单，尺寸更小；公差敏感度更低，易于装配，成本更低，更适合大规模高良率生产；
(3)视场极大，物距设计合理，适合各型车辆的车内监控；
(4)F数更小，通光口径更大，保证了系统进光量的充足，同时工作波长覆盖可见光与近红外波段，能够更好地适应多种光线环境；
(5)能够在-40℃至85℃温度范围内稳定工作，具备复杂环境适应性；
(6)通过合理的玻璃材料搭配以及镜片光焦度分配，整个光学系统的轴向色差与横向色差得到了很好地校正，合理的面型设计也使得整个光学系统的高级像差得到有效校正，同时每个镜面的光线入射角小，系统总体成像质量优良。
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是本发明实施例一的光学结构示意图；
图2是本发明实施例一的全工作波段轴向色差图；
图3是本发明实施例一的可见光波段垂轴色差图；
图4是本发明实施例一的可见光波段场曲与畸变图；
图5是本发明实施例二的光学结构示意图；
图6是本发明实施例二的全工作波段轴向色差图；
图7是本发明实施例二的可见光波段垂轴色差图；
图8是本发明实施例二的可见光波段场曲与畸变图；
图9是本发明实施例三的光学结构示意图；
图10是本发明实施例三的全工作波段轴向色差图；
图11是本发明实施例三的可见光波段垂轴图；
图12是本发明实施例三的可见光波段场曲与畸变图；
图13是本发明实施例四的光学结构示意图；
图14是本发明实施例四的全工作波段轴向色差图；
图15是本发明实施例四的可见光波段垂轴图；
图16是本发明实施例四的可见光波段场曲与畸变图；
图17是本发明实施例五的光学结构示意图；
图18是本发明实施例五的全工作波段轴向色差图；
图19是本发明实施例五的可见光波段垂轴图；
图20是本发明实施例五的可见光波段场曲与畸变图。
图1、图5、图9、图13、图17中：
L1-第一透镜；L2-第二透镜；L3-第三透镜；STO-光阑；L4-第四透镜；L5-第五透镜；L6-第六透镜；L7-滤光片；L8-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。
实施例一如图1～4所示：
一种超大广角光学镜头组，所述光学系统包括沿光线入射光路自左向右依次设置的第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、光阑、第四透镜L4、第五透镜L5以及第六透镜L6。
其中：第一透镜L1为第一弯月负透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第二透镜L2为第二双凹负透镜，其物侧面与像侧面均为凹面；第三透镜L3为第三双凸正透镜，其物侧面与像侧面均为凸面；第四透镜L4为第四弯月正透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凸面；第五透镜L5为第五弯月负透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第六透镜L6为第六双凸正透镜，其物侧面与像侧面均为凸面。
本实施例所述的光学系统实现的技术指标如下：
(1)焦距：1.90mm≤EFFL≤2.20mm；(2)光圈F≤2.4；(3)视场角：2w≥195°；(4)成像圆直径大于φ6.3mm；(5)光学总长TTL≤10.0mm。
为实现上述设计参数，本实施例所述的光学系统所采用的具体设计见下表1。
Figure BDA0003330673170000041
Figure BDA0003330673170000051
表1具体镜片参数表
表2示出了本实施例的光学系统的各非球面透镜的非球面系数。
Figure BDA0003330673170000052
Figure BDA0003330673170000061
表2各非球面透镜的非球面系数
本实施例所述的光学系统实现了超大广角、大靶面、小尺寸、大孔径、低温漂、低色差、高解析力、昼夜共用设计，同时对轴上、轴外像差进行了良好的校正。
实施例二如图5～8所示：
一种超大广角光学镜头组，所述光学系统包括沿光线入射光路自左向右依次设置的第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、光阑、第四透镜L4、第五透镜L5以及第六透镜L6。
其中：第一透镜L1为第一弯月负透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第二透镜L2为第二弯月负透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第三透镜L3为第三双凸正透镜，其物侧面与像侧面均为凸面；第四透镜L4为第四弯月正透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凸面；第五透镜L5为第五弯月负透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第六透镜L6为第六双凸正透镜，其物侧面与像侧面均为凸面。
本实施例所述的光学系统实现的技术指标如下：
(1)焦距：1.90mm≤EFFL≤2.20mm；(2)光圈F≤2.4；(3)视场角：2w≥195°；(4)成像圆直径大于φ6.4mm；(5)光学总长TTL≤10.0mm。
为实现上述设计参数，本实施例所述的光学系统所采用的具体设计见下表3。
Figure BDA0003330673170000062
Figure BDA0003330673170000071
表3具体镜片参数表
表4示出了本实施例的光学系统的各非球面透镜的非球面系数。
Figure BDA0003330673170000081
表4各非球面透镜的非球面系数
本实施例所述的光学系统实现了超大广角、大靶面、小尺寸、大孔径、低温漂、低色差、高解析力、昼夜共用设计，同时对轴上、轴外像差进行了良好的校正。
实施例三如图9～12所示：
一种超大广角光学镜头组，所述光学系统包括沿光线入射光路自左向右依次设置的第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、光阑、第四透镜L4、第五透镜L5以及第六透镜L6。
其中：第一透镜L1为第一弯月负透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第二透镜L2为第二弯月负透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第三透镜L3为第三双凸正透镜，其物侧面与像侧面均为凸面；第四透镜L4为第四弯月正透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凸面；第五透镜L5为第五弯月负透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第六透镜L6为第六双凸正透镜，其物侧面与像侧面均为凸面。
本实施例所述的光学系统实现的技术指标如下：
(1)焦距：1.90mm≤EFFL≤2.20mm；(2)光圈F≤2.4；(3)视场角：2w≥195°；(4)成像圆直径大于φ6.7mm；(5)光学总长TTL≤10.0mm。
为实现上述设计参数，本实施例所述的光学系统所采用的具体设计见下表5。
Figure BDA0003330673170000091
Figure BDA0003330673170000101
表5具体镜片参数表
表6示出了本实施例的光学系统的各非球面透镜的非球面系数。
Figure BDA0003330673170000102
Figure BDA0003330673170000111
表6各非球面透镜的非球面系数
本实施例所述的光学系统实现了超大广角、大靶面、小尺寸、大孔径、低温漂、低色差、高解析力、昼夜共用设计，同时对轴上、轴外像差进行了良好的校正。
实施例四如图13～16所示：
一种超大广角光学镜头组，所述光学系统包括沿光线入射光路自左向右依次设置的第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、光阑、第四透镜L4、第五透镜L5以及第六透镜L6。
其中：第一透镜L1为第一弯月负透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第二透镜L2为第二弯月负透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第三透镜L3为第三双凸正透镜，其物侧面与像侧面均为凸面；第四透镜L4为第四弯月正透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凸面；第五透镜L5为第五弯月负透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第六透镜L6为第六双凸正透镜，其物侧面与像侧面均为凸面。
本实施例所述的光学系统实现的技术指标如下：
(1)焦距：1.90mm≤EFFL≤2.20mm；(2)光圈F≤2.4；(3)视场角：2w≥200°；(4)成像圆直径大于φ6.0mm；(5)光学总长TTL≤10.6mm。
为实现上述设计参数，本实施例所述的光学系统所采用的具体设计见下表7。
Figure BDA0003330673170000112
Figure BDA0003330673170000121
表7具体镜片参数表
表8示出了本实施例的光学系统的各非球面透镜的非球面系数。
Figure BDA0003330673170000122
Figure BDA0003330673170000131
表8各非球面透镜的非球面系数
本实施例所述的光学系统实现了超大广角、大靶面、小尺寸、大孔径、低温漂、低色差、高解析力、昼夜共用设计，同时对轴上、轴外像差进行了良好的校正。
实施例五如图17～20所示：
一种超大广角光学镜头组，所述光学系统包括沿光线入射光路自左向右依次设置的第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、光阑、第四透镜L4、第五透镜L5以及第六透镜L6。
其中：第一透镜L1为第一弯月负透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第二透镜L2为第二弯月正透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凸面；第三透镜L3为第三弯月正透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凸面；第四透镜L4为第四双凸正透镜，其物侧面与像侧面均为凸面；第五透镜L5为第五弯月负透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第六透镜L6为第六双凸正透镜，其物侧面与像侧面均为凸面。
本实施例所述的光学系统实现的技术指标如下：
(1)焦距：1.90mm≤EFFL≤2.20mm；(2)光圈F≤2.4；(3)视场角：2w≥202°；(4)成像圆直径大于φ6.0mm；(5)光学总长TTL≤10.0mm。
为实现上述设计参数，本实施例所述的光学系统所采用的具体设计见下表9。
Figure BDA0003330673170000141
Figure BDA0003330673170000151
表9具体镜片参数表
表10示出了本实施例的光学系统的各非球面透镜的非球面系数。
Figure BDA0003330673170000152
Figure BDA0003330673170000161
表10各非球面透镜的非球面系数
本实施例所述的光学系统实现了超大广角、大靶面、小尺寸、大孔径、低温漂、低色差、高解析力、昼夜共用设计，同时对轴上、轴外像差进行了良好的校正。
本发明不局限于上述较佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可以得出其他各种形式的超大广角光学镜头组。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 (10)

1.一种超大广角光学镜头组，其特征在于：包括沿光线入射光路自左向右依次设置的第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、光阑、第四透镜L4、第五透镜L5以及第六透镜L6。
2.根据权利要求1所述的一种超大广角光学镜头组，其特征在于：所述光学系统的第一透镜L1、第三透镜L3由玻璃材料制成；第二透镜L2、第四透镜L4、第五透镜L5以及第六透镜L6由塑胶材料制成。
3.根据权利要求1所述的一种超大广角光学镜头组，其特征在于：所述光学系统的第三透镜L3、第四透镜L4以及第六透镜L6具有正光焦度，第一透镜L1、第五透镜L5具有负光焦度。
4.根据权利要求1所述的一种超大广角光学镜头组，其特征在于：所述光学系统第五透镜L5与第六透镜L6相互胶合成为双胶合透镜。
5.根据权利要求1所述的一种超大广角光学镜头组，其特征在于：所述光学系统的焦距为f，所述第一透镜L1、第三透镜L3、第五透镜L5的焦距分别为f1、f3、f5，且f1、f3、f5与f满足以下比例：-3.0<f1/f<-0.1，0.1<f3/f<3.5，-2.0<f5/f<-0.1。
6.根据权利要求1所述的一种超大广角光学镜头组，其特征在于：所述的第一透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥45.0；所述的第二透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≤56.0；所述的第三透镜满足关系式：Nd≥1.8，Vd≤55.0；所述的第四透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥50.0；所述的第五透镜满足关系式：Nd≥1.6，Vd≤50.0；所述的第六透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥50.0；其中Nd为折射率，Vd为阿贝常数。
7.根据权利要求1所述的一种超大广角光学镜头组，其特征在于：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为非球面透镜；非球面曲线方程表达式为：
Figure FDA0003330673160000021
其中，Z为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时，距非球面顶点的离矢高；c为非球面的近轴曲率；k为圆锥常数；α1、α2、α3、α4、α5、α6、α7、α8均为高次项系数。
8.根据权利要求1所述的一种超大广角光学镜头组，其特征在于：所述光学系统的光学总长度TTL与所述光学系统的焦距f之间满足：TTL/f≤5.25。
9.根据权利要求1所述的一种超大广角光学镜头组，其特征在于：所述光学系统的F数＜2.47。
10.根据权利要求1所述的一种超大广角光学镜头组，其特征在于：所述光学系统满足如下关系式：1.45≤ImgH/f≤1.74；其中，ImgH为电子光感原件有效像素区域对角线长度的一半；f为光学系统的有效焦距。
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CN114815177A (zh) * 2022-04-29 2022-07-29 福建福光天瞳光学有限公司 一种车载前视广角光学镜头及其成像方法
CN114815177B (zh) * 2022-04-29 2024-01-12 福建福光天瞳光学有限公司 一种车载前视广角光学镜头及其成像方法

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