CN114200644A - 车载光学镜头 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车载光学镜头，所述镜头的光学系统包括沿光轴依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、光阑、第五透镜、第六透镜以及第七透镜；第一透镜为弯月负透镜，第二透镜为弯月负透镜，第三透镜为弯月正透镜，第四透镜为双凸正透镜，第五透镜为双凹负透镜，第六透镜为双凸正透镜，第七透镜为弯月正透镜；第五透镜与第六透镜相互胶合密接成双胶合透镜，本镜头结构简单，采用全玻结构设计，相较于当前市面上大量存在的玻塑或全塑系统具有更好的光学稳定性；视场极大，可以为车辆提供无死角的环境感知；F数很小，光吞吐量充足，且工作波长覆盖可见光与近红外波段；像质佳，可以对车辆周边环境及物体进行准确的成像与识别。

Description

车载光学镜头
技术领域
本发明涉及一种车载光学镜头。
背景技术
ADAS系统通过赋予车辆以机器视觉来提升汽车对周边环境的感知能力，从而对形成有效的驾驶辅助，提升驾驶品质，降低因不当驾驶行为而导致交通肇事的几率。而ADAS的一切“视觉”来源都是排布于车身各处充当“眼睛”的各型摄像头。随着当前市场对“智能汽车”的需求不断高涨，结构简单、高像质、大视场、昼夜共用的光学系统已然成为相关产业的热门产品。
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车载光学镜头。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种车载光学镜头，所述镜头的光学系统包括沿光轴从物侧至像侧依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、光阑、第五透镜、第六透镜以及第七透镜；第一透镜为弯月负透镜，第二透镜为弯月负透镜，第三透镜为弯月正透镜，第四透镜为双凸正透镜，第五透镜为双凹负透镜，第六透镜为双凸正透镜，第七透镜为弯月正透镜；第五透镜与第六透镜相互胶合密接成双胶合透镜。
进一步的，各个镜片均为玻璃镜片。
进一步的，所述光学系统的焦距为
Figure DEST_PATH_IMAGE001
，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜的焦距分别为
Figure 430981DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 567695DEST_PATH_IMAGE004
、
Figure DEST_PATH_IMAGE005
，
Figure 707952DEST_PATH_IMAGE006
、
Figure DEST_PATH_IMAGE007
、
Figure 588314DEST_PATH_IMAGE008
，其中
Figure 215736DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 631674DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 524806DEST_PATH_IMAGE004
、
Figure 458127DEST_PATH_IMAGE005
、
Figure 143317DEST_PATH_IMAGE006
、
Figure 871101DEST_PATH_IMAGE007
、
Figure 218906DEST_PATH_IMAGE008
与
Figure 152055DEST_PATH_IMAGE001
满足以下比例：-6.0<
Figure 3336DEST_PATH_IMAGE002
/
Figure 370863DEST_PATH_IMAGE001
<-4.0，-4.0<
Figure 566484DEST_PATH_IMAGE003
/
Figure 310449DEST_PATH_IMAGE001
<-2.0，10.0<
Figure 281816DEST_PATH_IMAGE004
/
Figure 102135DEST_PATH_IMAGE001
<13.0，1.0<
Figure 424532DEST_PATH_IMAGE005
/
Figure 67128DEST_PATH_IMAGE001
<3.0，-3.0<
Figure 283215DEST_PATH_IMAGE006
/
Figure 680961DEST_PATH_IMAGE001
<-0.5，0.5<
Figure 290321DEST_PATH_IMAGE007
/
Figure DEST_PATH_IMAGE009
<3.0，6.0<
Figure 517034DEST_PATH_IMAGE008
/
Figure 728573DEST_PATH_IMAGE009
<10.0。
进一步的，所述第一透镜满足关系式：
Figure 766061DEST_PATH_IMAGE010
≥1.5，
Figure DEST_PATH_IMAGE011
≤50.0；所述第二透镜满足关系式：
Figure 63050DEST_PATH_IMAGE010
≥1.5，
Figure 578607DEST_PATH_IMAGE011
≥50.0；所述第三透镜满足关系式：
Figure 910232DEST_PATH_IMAGE010
≥1.5，
Figure 243255DEST_PATH_IMAGE011
≤50.0；所述第四透镜满足关系式：
Figure 761961DEST_PATH_IMAGE010
≥1.5，
Figure 455111DEST_PATH_IMAGE011
≥50.0；所述第五透镜满足关系式：
Figure 142706DEST_PATH_IMAGE010
≥1.5，
Figure 286111DEST_PATH_IMAGE011
≤50.0；所述第六透镜满足关系式：
Figure 324737DEST_PATH_IMAGE010
≥1.5，
Figure 8528DEST_PATH_IMAGE011
≥50.0；所述第七透镜满足关系式：
Figure 144105DEST_PATH_IMAGE010
≥1.5，
Figure 146828DEST_PATH_IMAGE011
≥50.0；其中
Figure 633870DEST_PATH_IMAGE010
为折射率，
Figure 809767DEST_PATH_IMAGE011
为阿贝常数。
进一步的，所述第二透镜L2、第三透镜L3以及第七透镜L7均为非球面透镜。
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≤10.0。
进一步的，所述光学系统的F数<2.0。
进一步的，所述第七透镜的后侧设有滤光片，滤光片的后侧设有保护玻璃。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：结构简单，采用全玻结构设计，相较于当前市面上大量存在的玻塑或全塑系统具有更好的光学稳定性；视场极大，可以为车辆提供无死角的环境感知；F数很小，光吞吐量充足，且工作波长覆盖可见光与近红外波段，使该系统具备了各种复杂光线环境适应性；像质佳，可以对车辆周边环境及物体进行准确的成像与识别。
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为该镜头的光学系统示意图；
图2为该镜头的可见光波段轴向色差图；
图3为该镜头的可见光波段场曲图；
图4为该镜头的可见光波段畸变图。
图中：L1-第一透镜；L2-第二透镜；L3-第三透镜；L4-第四透镜；STO-光阑；L5-第五透镜；L6-第六透镜；L7-第七透镜，L8-滤光片；L9-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，一种车载光学镜头，所述镜头的光学系统包括沿光轴从物侧至像侧依次设置的第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、光阑STO、第五透镜L5、第六透镜L6以及第七透镜L7；第一透镜为弯月负透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第二透镜为弯月负透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第三透镜为弯月正透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凸面；第四透镜为双凸正透镜，其物侧面与像侧面均为凸面；第五透镜为双凹负透镜，其物侧面与像侧面均为凹面；第六透镜为双凸正透镜，其物侧面与像侧面均为凸面；第七透镜为弯月正透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第五透镜与第六透镜相互胶合密接成双胶合透镜。
在本实施例中，各个镜片均为玻璃镜片。
在本实施例中，所述光学系统的焦距为
Figure 65430DEST_PATH_IMAGE001
，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜的焦距分别为
Figure 19480DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 688490DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 733325DEST_PATH_IMAGE004
、
Figure 217396DEST_PATH_IMAGE005
，
Figure 217713DEST_PATH_IMAGE006
、
Figure 187068DEST_PATH_IMAGE007
、
Figure 78670DEST_PATH_IMAGE008
，其中
Figure 184291DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 621089DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 310696DEST_PATH_IMAGE004
、
Figure 241874DEST_PATH_IMAGE005
、
Figure 700537DEST_PATH_IMAGE006
、
Figure 308236DEST_PATH_IMAGE007
、
Figure 986604DEST_PATH_IMAGE008
与
Figure 688850DEST_PATH_IMAGE001
满足以下比例：-6.0<
Figure 877386DEST_PATH_IMAGE002
/
Figure 282085DEST_PATH_IMAGE001
<-4.0，-4.0<
Figure 400477DEST_PATH_IMAGE003
/
Figure 657146DEST_PATH_IMAGE001
<-2.0，10.0<
Figure 949456DEST_PATH_IMAGE004
/
Figure 525056DEST_PATH_IMAGE001
<13.0，1.0<
Figure 286339DEST_PATH_IMAGE005
/
Figure 330387DEST_PATH_IMAGE001
<3.0，-3.0<
Figure 854035DEST_PATH_IMAGE006
/
Figure 708858DEST_PATH_IMAGE001
<-0.5，0.5<
Figure 206704DEST_PATH_IMAGE007
/
Figure 696854DEST_PATH_IMAGE009
<3.0，6.0<
Figure 714488DEST_PATH_IMAGE008
/
Figure 396006DEST_PATH_IMAGE009
<10.0。
进一步的，所述第一透镜满足关系式：
Figure 617034DEST_PATH_IMAGE010
≥1.5，
Figure 19196DEST_PATH_IMAGE011
≤50.0；所述第二透镜满足关系式：
Figure 875025DEST_PATH_IMAGE010
≥1.5，
Figure 963329DEST_PATH_IMAGE011
≥50.0；所述第三透镜满足关系式：
Figure 920921DEST_PATH_IMAGE010
≥1.5，
Figure 110463DEST_PATH_IMAGE011
≤50.0；所述第四透镜满足关系式：
Figure 837110DEST_PATH_IMAGE010
≥1.5，
Figure 955370DEST_PATH_IMAGE011
≥50.0；所述第五透镜满足关系式：
Figure 524892DEST_PATH_IMAGE010
≥1.5，
Figure 426114DEST_PATH_IMAGE011
≤50.0；所述第六透镜满足关系式：
Figure 272847DEST_PATH_IMAGE010
≥1.5，
Figure 60544DEST_PATH_IMAGE011
≥50.0；所述第七透镜满足关系式：
Figure 727148DEST_PATH_IMAGE010
≥1.5，
Figure 783395DEST_PATH_IMAGE011
≥50.0；其中
Figure 609269DEST_PATH_IMAGE010
为折射率，
Figure 53019DEST_PATH_IMAGE011
为阿贝常数。
在本实施例中，所述第二透镜L2、第三透镜L3以及第七透镜L7均为非球面透镜；非球面曲线方程表达式为：
Figure 957653DEST_PATH_IMAGE012
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；
Figure DEST_PATH_IMAGE013
、
Figure 230371DEST_PATH_IMAGE014
、
Figure DEST_PATH_IMAGE015
、
Figure 740112DEST_PATH_IMAGE016
、
Figure DEST_PATH_IMAGE017
、
Figure 948239DEST_PATH_IMAGE018
、
Figure DEST_PATH_IMAGE019
、
Figure 277852DEST_PATH_IMAGE020
均为高次项系数。
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≤10.0。
在本实施例中，所述光学系统的F数<2.0。
在本实施例中，所述第七透镜的后侧设有滤光片L8，滤光片的后侧设有保护玻璃L9。
本镜头实现的技术指标如下：（1）焦距：EFFL=1.65mm；（2）光圈F=2.00；（3）视场角：2w≥195°；（4）成像圆直径大于φ5.8mm；（5）工作波段：可见光及近红外；（6）光学总长TTL≤17.0mm；（7）光学后截距BFL≥2.6mm。
各镜片具体参数如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE021
光学系统的各非球面透镜的非球面系数如下：
Figure 88682DEST_PATH_IMAGE022
本镜头实现了超广角、大孔径、昼夜共用设计，同时对轴上、轴外像差进行了良好的校正。
本镜头采用全玻结构设计，相较于全塑或玻塑结构拥有更高的光学与结构稳定性；本镜头构较简单，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；本镜头F数更小，通光口径更大，保证了系统进光量的充足，能够更好地适应多种复杂环境；本镜头工作波长覆盖可见光与近红外波段，具备全天候的环境感知能力；本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，系统总体成像质量优良。
上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种车载光学镜头，其特征在于：所述镜头的光学系统包括沿光轴从物侧至像侧依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、光阑、第五透镜、第六透镜以及第七透镜；第一透镜为弯月负透镜，第二透镜为弯月负透镜，第三透镜为弯月正透镜，第四透镜为双凸正透镜，第五透镜为双凹负透镜，第六透镜为双凸正透镜，第七透镜为弯月正透镜；第五透镜与第六透镜相互胶合密接成双胶合透镜。
2.根据权利要求1所述的车载光学镜头，其特征在于：各个镜片均为玻璃镜片。
3.根据权利要求1所述的车载光学镜头，其特征在于：所述光学系统的焦距为
Figure DEST_PATH_IMAGE002
，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜的焦距分别为
Figure DEST_PATH_IMAGE004
、
Figure DEST_PATH_IMAGE006
、
Figure DEST_PATH_IMAGE008
、
Figure DEST_PATH_IMAGE010
，
Figure DEST_PATH_IMAGE012
、
Figure DEST_PATH_IMAGE014
、
Figure DEST_PATH_IMAGE016
，其中
Figure 603024DEST_PATH_IMAGE004
、
Figure 910377DEST_PATH_IMAGE006
、
Figure 253896DEST_PATH_IMAGE008
、
Figure 977001DEST_PATH_IMAGE010
、
Figure 56953DEST_PATH_IMAGE012
、
Figure 941732DEST_PATH_IMAGE014
、
Figure 61564DEST_PATH_IMAGE016
与
Figure 650677DEST_PATH_IMAGE002
满足以下比例：-6.0<
Figure 381873DEST_PATH_IMAGE004
/
Figure 204598DEST_PATH_IMAGE002
<-4.0，-4.0<
Figure 224506DEST_PATH_IMAGE006
/
Figure 23835DEST_PATH_IMAGE002
<-2.0，10.0<
Figure 875116DEST_PATH_IMAGE008
/
Figure 196638DEST_PATH_IMAGE002
<13.0，1.0<
Figure 500581DEST_PATH_IMAGE010
/
Figure 306863DEST_PATH_IMAGE002
<3.0，-3.0<
Figure 514116DEST_PATH_IMAGE012
/
Figure 177178DEST_PATH_IMAGE002
<-0.5，0.5<
Figure 968417DEST_PATH_IMAGE014
/
Figure DEST_PATH_IMAGE018
<3.0，6.0<
Figure 266805DEST_PATH_IMAGE016
/
Figure 30362DEST_PATH_IMAGE018
<10.0。
4.根据权利要求1所述的车载光学镜头，其特征在于：所述第一透镜满足关系式：
Figure DEST_PATH_IMAGE020
≥1.5，
Figure DEST_PATH_IMAGE022
≤50.0；所述第二透镜满足关系式：
Figure 83899DEST_PATH_IMAGE020
≥1.5，
Figure 96855DEST_PATH_IMAGE022
≥50.0；所述第三透镜满足关系式：
Figure 808721DEST_PATH_IMAGE020
≥1.5，
Figure 223522DEST_PATH_IMAGE022
≤50.0；所述第四透镜满足关系式：
Figure 228387DEST_PATH_IMAGE020
≥1.5，
Figure 197480DEST_PATH_IMAGE022
≥50.0；所述第五透镜满足关系式：
Figure 181879DEST_PATH_IMAGE020
≥1.5，
Figure 716765DEST_PATH_IMAGE022
≤50.0；所述第六透镜满足关系式：
Figure 220428DEST_PATH_IMAGE020
≥1.5，
Figure 709440DEST_PATH_IMAGE022
≥50.0；所述第七透镜满足关系式：
Figure 261644DEST_PATH_IMAGE020
≥1.5，
Figure 385458DEST_PATH_IMAGE022
≥50.0；其中
Figure 935388DEST_PATH_IMAGE020
为折射率，
Figure 177276DEST_PATH_IMAGE022
为阿贝常数。
5.根据权利要求1所述的车载光学镜头，其特征在于：所述第二透镜L2、第三透镜L3以及第七透镜L7均为非球面透镜。
6.根据权利要求1所述的车载光学镜头，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f之间满足：TTL/f≤10.0。
7.根据权利要求1所述的车载光学镜头，其特征在于：所述光学系统的F数<2.0。
8.根据权利要求1所述的车载光学镜头，其特征在于：所述第七透镜的后侧设有滤光片，滤光片的后侧设有保护玻璃。
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