CN114035307B - 一种1.6mm超广角六片式光学镜头 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种1.6mm超广角六片式光学镜头,所述镜头的光学系统包括沿入射光路依次设置的弯月负透镜L1、弯月负透镜L2、双凸正透镜L3、光阑C、弯月负透镜L4、弯月正透镜L5和双凸正透镜L6密接而成的胶合组。本发明镜头在确保更大视场角的同时,获取了更大的通光口径,保证了系统进光量的充足,能够适应多种复杂环境,在暗光、黑夜环境具有更优异的性能,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。
Description
技术领域
本发明涉及镜头领域,特别是一种1.6mm超广角六片式光学镜头。
背景技术
“辅助驾驶”甚至“自动驾驶”已经成为了近些年来汽车行业主要的发展方向,而高级驾驶辅助系统(ADAS)则是上述技术的核心。依托于大量的摄像头、传感器等硬件设备,ADAS理论上可以实现汽车对外界环境的辨识、检测与追踪,帮助驾驶员规避难以察觉的交通安全风险。然而,社会对ADAS产品的可靠性仍然存在广泛疑虑,视场不足、对不同环境适应性差是当前产品中光学系统存在的普遍问题。因此当前市场亟需一种大视场、能够应对复杂环境条件的光学系统以提升ADAS产品的性能。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的是提供一种具有大视场角和大通光口径的1.6mm超广角六片式光学镜头,保证了进光量充足,不同环境适应性好。
本发明采用以下方案实现:一种1.6mm超广角六片式光学镜头,其特征在于:所述镜头的光学系统包括沿入射光路依次设置的弯月负透镜L1、弯月负透镜L2、双凸正透镜L3、光阑C、弯月负透镜L4、弯月正透镜L5和双凸正透镜L6密接而成的胶合组。
进一步的,所述弯月负透镜L1与弯月负透镜L2之间的空气间隔为1~2mm,所述弯月负透镜L2与双凸正透镜L3的空气间隔为1~2mm,所述双凸正透镜L3与光阑之间的空气间隔为0~0.1mm,所述光阑与弯月负透镜L4之间的空气间隔为0~0.5mm,所述弯月负透镜L4与弯月正透镜L5之间的空气间隔为0~0.1mm。
进一步的,所述光学系统的焦距为,所述弯月负透镜L1、弯月负透镜L2、双凸正透镜L3、弯月负透镜L4、弯月正透镜L5和双凸正透镜L6的焦距分别为/>、/>、/>、/>,/>、ƒ6,其中/>、/>、/>、/>、/>、ƒ6与/>满足以下比例:-3.12</>//><-2.88,-3.11</>//><-2.74,2.01</>//><2.46,-2.93</>//><-2.14,3.15</>//><3.84,3.22< ƒ6//><4.01。
进一步的,所述弯月负透镜L1满足关系式:Nd≥1.5,Vd≥50;所述弯月负透镜L2满足关系式:Nd≥1.5,Vd≥50;所述双凸正透镜L3满足关系式:Nd≥1.5,Vd≤50;所述弯月负透镜L4满足关系式:Nd≥1.5,Vd≥50;所述弯月正透镜L5满足关系式:Nd≥1.5,Vd≤50;所述双凸正透镜L6满足关系式:Nd≥1.5,Vd≥50;其中Nd为折射率,Vd为阿贝常数。
进一步的,所述双凸正透镜L6后方设有滤光片,所述滤光片后方设有保护玻璃。
进一步的,所述弯月负透镜L2、弯月负透镜L4、弯月正透镜L5、双凸正透镜L6为非球面透镜,非球面曲线方程表达式为:
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;A、B、C、D、E、F均为高次项系数。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
(1)采用2G4P的设计结构,相较于全玻璃设计,结构更加简单,尺寸与质量更小,结构稳定性可靠性俱佳;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;
(2)在确保更大视场角的同时,获取了更大的通光口径,保证了系统进光量的充足,能够适应多种复杂环境,在暗光、黑夜环境具有更优异的性能;
(3)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。
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下将通过具体实施例和相关附图,对本发明作进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明实施例光学系统结构示意图;
图2是本发明实施例光学系统可见光MTF曲线图;
图3是本发明实施例光学系统轴向色差曲线图;
图4是本发明实施例光学系统横向像差图。
具体实施方式
应该指出,以下详细说明都是示例性的,旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
如图1~4所示,一种1.6mm超广角六片式光学镜头,其特征在于:所述镜头的光学系统包括沿入射光路依次设置的弯月负透镜L1、弯月负透镜L2、双凸正透镜L3、光阑C、弯月负透镜L4、弯月正透镜L5和双凸正透镜L6密接而成的胶合组;弯月负透镜L1的物侧面为凸面,像侧面为凹面,该凸面朝向外侧的弯月形透镜可以尽量收集大视场的光线,使其进入光学系统;弯月负透镜L2的物侧面为凸面,像侧面为凹面,该透镜具有负的光焦度,可以使大视场光线的入射角度进一步降低,有利于减小主光线角度CRA;双凸正透镜L3物侧面和像侧面均为凸面;弯月负透镜L4的物侧面为凹面,像侧面为凸面;弯月正透镜L5的物侧面为凸面,像侧面为凹面;双凸正透镜L6的物侧面和像侧面均为凸面。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。
在本实施例中,所述双凸正透镜L6后方设有滤光片,所述滤光片后方设有保护玻璃,滤光片的厚度为0.300mm,折射率为1.517,阿贝数为64.212;保护玻璃的厚度为0.400mm,折射率为1.517,阿贝数为64.212,滤光片和保护玻璃之间的空气间隔为1.316mm,保护玻璃和像面之间的空气间隔为0.129。
在本实施例中,所述弯月负透镜L1与弯月负透镜L2之间的空气间隔为1~2mm,优选1.440mm;所述弯月负透镜L2与双凸正透镜L3的空气间隔为1~2mm,优选1.192mm;所述双凸正透镜L3与光阑之间的空气间隔为0~0.1mm;所述光阑与弯月负透镜L4之间的空气间隔为0~0.5mm,双凸正透镜L3和弯月负透镜L4之间的空气间隔优选0.392mm;所述弯月负透镜L4与弯月正透镜L5之间的空气间隔为0~0.1mm,优选0.050mm;双凸正透镜L6与滤光片之间的空气间隔为0.196mm。
在本实施例中,所述光学系统的焦距为,所述弯月负透镜L1、弯月负透镜L2、双凸正透镜L3、弯月负透镜L4、弯月正透镜L5和双凸正透镜L6的焦距分别为/>、/>、/>、/>,/>、ƒ6,其中/>、/>、/>、/>、/>、ƒ6与/>满足以下比例:-3.12</>//><-2.88,-3.11</>//><-2.74,2.01</>//><2.46,-2.93</>//><-2.14,3.15</>//><3.84,3.22< ƒ6//><4.01。
在本实施例中,所述弯月负透镜L1满足关系式:Nd≥1.5,Vd≥50;所述弯月负透镜L2满足关系式:Nd≥1.5,Vd≥50;所述双凸正透镜L3满足关系式:Nd≥1.5,Vd≤50;所述弯月负透镜L4满足关系式:Nd≥1.5,Vd≥50;所述弯月正透镜L5满足关系式:Nd≥1.5,Vd≤50;所述双凸正透镜L6满足关系式:Nd≥1.5,Vd≥50;其中Nd为折射率,Vd为阿贝常数。
在本实施例中,所述第一透镜L1、第三透镜L3为球面透镜,均由玻璃材质制成;所述弯月负透镜L2、弯月负透镜L4、弯月正透镜L5、双凸正透镜L6为非球面透镜,均由塑胶材料制成。弯月负透镜L2的物侧面和像侧面中心曲率半径分别为6.17mm和1.73mm;弯月负透镜L4的物侧面和像侧面中心曲率半径分别为-0.97mm和-1.91mm;弯月正透镜L5的物侧面和像侧面中心曲率半径分别为1.72mm和-0.77mm;双凸正透镜L6的物侧面和像侧面中心曲率半径分别为-0.77mm和-2.29mm。以上各透镜的非球面曲线方程表达式为:
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;A、B、C、D、E、F均为高次项系数。
各非球面透镜的非球面系数:
采用2G4P的设计结构,相较于全玻璃设计,结构更加简单,尺寸与质量更小,结构稳定性可靠性俱佳;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。
由上述镜片组成的光学系统达到了如下的光学指标:
(1)焦距:EFFL=1.61mm;(2)光圈F=1.57;(3)视场角:2w≥206°;(4)成像圆直径大于φ8.1mm;(5)工作波段:486~656nm;(6)光学总长TTL≤16mm,光学后截距BFL≥2mm;(7)该镜头适用于四百万像素CCD或CMOS摄像机。
由图2、图3、图4可以看出,该光学系统在可见光波段具有优良的像质,对场曲等轴外像差具备良好的校正能力。其中,图3和图4为该光学系统的轴向色差曲线图与横向色差图。由图3可以看出,该光学系统的最大轴向色差为0.043mm,由图4看出,该光学系统的横向色差在合理范围内,表明横向色差得到良好地矫正。综上可以看出,该光学系统拥有超越当前市场竞品的超大视场角,且光学总长更短。采用多片非球面设计,结构稳定性优异。镜组装配敏感度低、良率高、成本低,适合大规模生产。此外,该光学系统具有优良的成像质量,完全满足四百万像素摄像要求。
上述本发明所公开的任一技术方案除另有声明外,如果其公开了数值范围,那么公开的数值范围均为优选的数值范围,任何本领域的技术人员应该理解:优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多,无法穷举,所以本发明才公开部分数值以举例说明本发明的技术方案,并且,上述列举的数值不应构成对本发明创造保护范围的限制。
本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件,那么,除另有声明外,固定连接可以理解为:能够拆卸地固定连接( 例如使用螺栓或螺钉连接),也可以理解为:不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接),当然,互相固定连接也可以为一体式结构( 例如使用铸造工艺一体成形制造出来) 所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。
另外,上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。
本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成,也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非是对本发明作其它形式的限制,任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型,仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (5)
1.一种1.6mm超广角六片式光学镜头,其特征在于:所述镜头的光学系统由沿入射光路依次设置的弯月负透镜L1、弯月负透镜L2、双凸正透镜L3、光阑C、弯月负透镜L4、弯月正透镜L5和双凸正透镜L6密接而成的胶合组组成,弯月负透镜L1的物侧面为凸面,像侧面为凹面;弯月负透镜L2的物侧面为凸面,像侧面为凹面;弯月负透镜L4的物侧面为凹面,像侧面为凸面;弯月正透镜L5的物侧面为凸面,像侧面为凹面;所述弯月负透镜L1与弯月负透镜L2之间的空气间隔为1~2mm,所述弯月负透镜L2与双凸正透镜L3的空气间隔为1~2mm,所述双凸正透镜L3与光阑之间的空气间隔为0~0.1mm,所述光阑与弯月负透镜L4之间的空气间隔为0~0.5mm,所述弯月负透镜L4与弯月正透镜L5之间的空气间隔为0~0.1mm;所述光学系统的焦距为ƒ,所述弯月负透镜L1、弯月负透镜L2、双凸正透镜L3、弯月负透镜L4、弯月正透镜L5和双凸正透镜L6的焦距分别为ƒ1、ƒ2、ƒ3、ƒ4,ƒ5、ƒ6,其中ƒ1、ƒ2、ƒ3、ƒ4,ƒ5、ƒ6与ƒ满足以下比例:-3.12<ƒ1/ƒ<-2.88,-3.11<ƒ2/ƒ<-2.74,2.01< ƒ3/ƒ<2.46,-2.93<ƒ4/ƒ<-2.14,3.15< ƒ5/ƒ<3.84,3.22< ƒ6/ƒ<4.01。
2.根据权利要求1所述的1.6mm超广角六片式光学镜头,其特征在于:所述弯月负透镜L1满足关系式:Nd≥1.5,Vd≥50;所述弯月负透镜L2满足关系式:Nd≥1.5,Vd≥50;所述双凸正透镜L3满足关系式:Nd≥1.5,Vd≤50;所述弯月负透镜L4满足关系式:Nd≥1.5,Vd≥50;所述弯月正透镜L5满足关系式:Nd≥1.5,Vd≤50;所述双凸正透镜L6满足关系式:Nd≥1.5,Vd≥50;其中Nd为折射率,Vd为阿贝常数。
3.根据权利要求1所述的1.6mm超广角六片式光学镜头,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ƒ之间满足:TTL/ƒ≤12;所述光学系统的F数<1.58。
4.根据权利要求1所述的1.6mm超广角六片式光学镜头,其特征在于:所述双凸正透镜L6后方设有滤光片,所述滤光片后方设有保护玻璃。
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