CN114047596B - 一种车内监控光学镜头 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车内监控光学镜头，所述镜头的光学系统由沿入射光路依次设置的光阑、弯月正透镜L1、双凹负透镜L2、弯月正透镜L3、双凸正透镜L4、弯月正透镜L5以及弯月负透镜L6构成；该镜头像质极佳，畸变较低；同时，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，进一步降低了公差敏感度。

Description

一种车内监控光学镜头
技术领域
本发明涉及镜头领域，特别是一种车内监控光学镜头。
背景技术
随着社会经济的不断发展，我国汽车保有量不断攀升，截止2021年4月，全国机动车保有量已达3.78亿辆，稳居世界第一。然而随着道路机动车数量的不断增加，交通事故的发生也愈加频繁。据统计，超半数的交通事故都与驾驶员的不当驾驶行为有关。近些年来各家汽车厂商不断加强对辅助驾驶系统的开发与应用，其中一大重点就是针对驾驶员的驾驶行为与驾驶状态进行监控分析。因此当前市面上亟需一种低畸变、高像质、小尺寸的光学系统以实现全天候、实时精确的车内监控。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种像质佳，畸变低，能够真实精确成像的车内监控光学镜头。
本发明采用以下方案实现：一种车内监控光学镜头，所述镜头的光学系统由沿入射光路依次设置的光阑、弯月正透镜L1、双凹负透镜L2、弯月正透镜L3、双凸正透镜L4、弯月正透镜L5以及弯月负透镜L6构成。
进一步的，所述弯月正透镜L1与双凹负透镜L2之间的空气间隔为0.1～0.7mm，所述双凹负透镜L2与弯月正透镜L3之间的空气间隔为0.1～0.7mm，所述弯月正透镜L3与双凸正透镜L4之间的空气间隔为0.01～0.1mm，所述双凸正透镜L4与弯月正透镜L5之间的空气间隔为0.1～0.9mm，所述弯月正透镜L5与弯月负透镜L6之间的空气间隔为1.0～3.0mm。
进一步的，所述光学系统的焦距为f，所述弯月正透镜L1、双凹负透镜L2、弯月正透镜L3、双凸正透镜L4、弯月正透镜L5、弯月负透镜L6的焦距分别为f1、f2、f3、f4，f5、f6；其中f1、f2、f3、f4、f5、f6与f满足以下比例：0.1<f1/f<2.0，-1.0<f2/f<-0.1，1.0<f3/f<2.5，0.1<f4/f<1.0，5.0<f5/f<6.0，-1.0<f6/f<-0.1。
进一步的，所述弯月正透镜L1满足关系式；Nd≥1.5，Vd≤50.0；所述双凹负透镜L2满足关系式：Nd≥1.6，Vd≤50.0；所述弯月正透镜L3满足关系式：Nd≥1.5，Vd≤50.0；所述双凸正透镜L4满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥50.0；所述弯月正透镜L5满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥50.0；所述弯月负透镜L6满足关系式：Nd≥1.6，Vd≤40.0；其中Nd为折射率，Vd为阿贝常数。
进一步的，所述光学系统的光学总长度TTL与所述光学系统的焦距f之间满足：TTL/f≤1.71；所述光学系统的F数<2.53。
进一步的，所有透镜均由玻璃材质支撑，并采用球面结构。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)采用6G的全玻结构设计，光学性能更加稳定，同时结构更简单，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)像质极佳，畸变较低；同时，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，进一步降低了公差敏感度；
(3)所有光学表面均采用球面设计，极大地降低了成产与装配成本。
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示意图；
图2是本发明实施例光学系统轴向色差图；
图3是本发明实施例光学系统垂轴色差图；
图4是本发明实施例场曲畸变图。
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，一种车内监控光学镜头，所述镜头的光学系统由沿入射光路依次设置的光阑、弯月正透镜L1、双凹负透镜L2、弯月正透镜L3、双凸正透镜L4、弯月正透镜L5以及弯月负透镜L6构成；弯月正透镜L1的物侧面为凸面，像侧面为凹面；双凹负透镜L2的物侧面与像侧面均为凹面；弯月正透镜L3的物侧面为凹面，像侧面为凸面；双凸正透镜L4的物侧面和像侧面均为凸面；弯月正透镜L5的物侧面为凸面，像侧面为凹面；弯月负透镜L6的物侧面为凹面，像侧面为凸面；本发明光学镜头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，进一步降低了公差敏感度；像质佳，畸变低，能够真实精确地成像。
在本实施例中，所述弯月正透镜L1与双凹负透镜L2之间的空气间隔为0.1～0.7mm，优选0.293mm，所述双凹负透镜L2与弯月正透镜L3之间的空气间隔为0.1～0.7mm，优选0.392mm，所述弯月正透镜L3与双凸正透镜L4之间的空气间隔为0.01～0.1mm，优选0.060mm，所述双凸正透镜L4与弯月正透镜L5之间的空气间隔为0.1～0.9mm，优选0.116mm，所述弯月正透镜L5与弯月负透镜L6之间的空气间隔为1.0～3.0mm，优选1.042mm；弯月负透镜L6的后方设有平行平板CG，所述弯月负透镜L6与平行平板CG之间的空气间隔为1.400mm，平行平板CG的厚度为0.600mm，折射率为1.517，阿贝数为64.199。
在本实施例中，所述光学系统的焦距为f，所述弯月正透镜L1、双凹负透镜L2、弯月正透镜L3、双凸正透镜L4、弯月正透镜L5、弯月负透镜L6的焦距分别为f1、f2、f3、f4，f5、f6；其中f1、f2、f3、f4、f5、f6与f满足以下比例：0.1<f1/f<2.0，-1.0<f2/f<-0.1，1.0<f3/f<2.5，0.1<f4/f<1.0，5.0<f5/f<6.0，-1.0<f6/f<-0.1。
在本实施例中，所述弯月正透镜L1满足关系式；Nd≥1.5，Vd≤50.0；所述双凹负透镜L2满足关系式：Nd≥1.6，Vd≤50.0；所述弯月正透镜L3满足关系式：Nd≥1.5，Vd≤50.0；所述双凸正透镜L4满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥50.0；所述弯月正透镜L5满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥50.0；所述弯月负透镜L6满足关系式：Nd≥1.6，Vd≤40.0；其中Nd为折射率，Vd为阿贝常数。
在本实施例中，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≤1.71；所述光学系统的F数<2.53。
本实施例镜头光学系统中各个镜片的具体参数见下表：
Figure GDA0004093362370000041
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＝7.00mm；(2)光圈F＝2.53；(3)视场角：2w≥60.0°；(4)成像圆直径大于φ7mm；(5)工作波段：可见光；(6)光学总长TTL≤12.0mm，光学后截距BFL≥2.0mm.
由图2及图3可以看出，该光学系统在工作波段的最大轴向色差＜0.039mm；最大垂轴色差＜2.07um，可见本发明的垂轴色差及轴向色差得到了良好的校正。从图4可以看出，系统最大畸变＜5.0％。综上，表明本发明的成像质量极高，足以胜任实时车内监控等应用场景。
在本实施例中，所有透镜均由玻璃材质支撑，并采用球面结构，大大降低了生产与装配成本。采用全玻设计，相较于当前市场大量存在的玻塑或全塑系统具有更强的结构与光学稳定性。
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 (4)

1.一种车内监控光学镜头，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光阑、弯月正透镜L1、双凹负透镜L2、弯月正透镜L3、双凸正透镜L4、弯月正透镜L5以及弯月负透镜L6构成；弯月正透镜L1的物侧面为凸面，像侧面为凹面；弯月正透镜L3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；弯月负透镜L6的物侧面为凹面，像侧面为凸面；所述光学系统的焦距为f，所述弯月正透镜L1、双凹负透镜L2、弯月正透镜L3、双凸正透镜L4、弯月正透镜L5、弯月负透镜L6的焦距分别为f1、f2、f3、f4、f5、f6；其中f1、f2、f3、f4、f5、f6与f满足以下比例：0.1<f1/f<2.0，
-1.0<f2/f<-0.1，1.0<f3/f<2.5，0.1<f4/f<1.0，5.0<f5/f<6.0，-1.0<f6/f<-0.1；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≤1.71；所述光学系统的F数<2.53。
2.根据权利要求1所述的车内监控光学镜头，其特征在于：所述弯月正透镜L1与双凹负透镜L2之间的空气间隔为0.1～0.7mm，所述双凹负透镜L2与弯月正透镜L3之间的空气间隔为0.1～0.7mm，所述弯月正透镜L3与双凸正透镜L4之间的空气间隔为0.01～0.1mm，所述双凸正透镜L4与弯月正透镜L5之间的空气间隔为0.1～0.9mm，所述弯月正透镜L5与弯月负透镜L6之间的空气间隔为1.0～3.0mm。
3.根据权利要求1所述的车内监控光学镜头，其特征在于：所述弯月正透镜L1满足关系式；Nd≥1.5，Vd≤50.0；所述双凹负透镜L2满足关系式：Nd≥1.6，Vd≤50.0；所述弯月正透镜L3满足关系式：Nd≥1.5，Vd≤50.0；所述双凸正透镜L4满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥50.0；所述弯月正透镜L5满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥50.0；所述弯月负透镜L6满足关系式：Nd≥1.6，Vd≤40.0；其中Nd为折射率，Vd为阿贝常数。
4.根据权利要求1所述的车内监控光学镜头，其特征在于：所有透镜均由玻璃材质支撑，并采用球面结构。
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