CN116088149A - 车载光学镜头、成像设备以及汽车 - Google Patents

车载光学镜头、成像设备以及汽车 Download PDF

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李景鹏
鲍康倩
汪俊威
张翠
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王浩
吕祖文
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Abstract

本发明公开一种车载光学镜头、成像设备以及汽车，所述车载光学镜头具有沿光轴的延伸方向呈相对设置的物侧和像侧，所述像侧形成有像面，所述车载光学镜头包括多个透镜和光阑，多个所述透镜包括从所述物侧至所述像侧的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜，多个所述透镜中，其中一个为玻璃非球面透镜，其余的均为玻璃球面透镜；所述光阑设于所述第一透镜和所述第二透镜之间；其中，所述第二透镜和所述第三透镜胶合设置，所述第五透镜和所述第六透镜胶合设置。本发明旨在解决现有的车载光学镜头体积大、重量重，成本高的问题。

Description

车载光学镜头、成像设备以及汽车
技术领域
本发明涉及光学成像技术领域，具体涉及一种车载光学镜头、成像设备以及汽车。
背景技术
随着智能安全辅助驾驶监控系统的快速发展和广泛应用，对于ADAS(AdvancedDriving Assistance System)的要求不断提高，如今的ADAS正在不断地朝着小型化、低畸变、温度适应性强的方向发展，则相应地新架构的小角度ADAS也就亟待研究开拓。
市面上现有小角度车载光学镜头全部采用玻璃非球面结构，数量均大于两枚，具体缺陷就是体积大，重量重，成本高。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种车载光学镜头、成像设备以及汽车，旨在解决现有的车载光学镜头体积大、重量重，成本高的问题。
为实现上述目的，本发明提出的一种车载光学镜头，具有沿光轴的延伸方向呈相对设置的物侧和像侧，所述像侧形成有像面，所述车载光学镜头包括：
多个透镜，多个所述透镜包括从所述物侧至所述像侧的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜，多个所述透镜中，其中一个为玻璃非球面透镜，其余的均为玻璃球面透镜；以及，
光阑，设于所述第一透镜和所述第二透镜之间；
其中，所述第二透镜和所述第三透镜胶合设置，所述第五透镜和第六透镜胶合设置。
可选地，所述第四透镜为玻璃非球面透镜。
可选地，各所述透镜靠近所述物侧的侧面设置为物侧面，靠近所述像侧的侧面设置为像侧面；
所述第一透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面、其像侧面为凹面；
所述第二透镜具有负光焦度，其物侧面为凹面，像侧面为凹面；
所述第三透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；
所述第四透镜具有正光焦度，其物侧面为凹面，像侧面为凸面；
所述第五透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；
所述第六透镜具有负光焦度，其物侧面为凹面，像侧面为凹面。
可选地，所述第一透镜的折射率为Nd1，Nd1≤2.00，所述第一透镜的阿贝常数为Vd1，Vd1≥40；
所述第二透镜的折射率为Nd2，Nd2≤2，所述第二透镜的阿贝常数为Vd2，Vd2≤50；
所述第三透镜的折射率为Nd3，Nd3≤2.00，所述第三透镜的阿贝常数为Vd3，Vd3≥50；
所述第四透镜的折射率为Nd4，Nd4≤2，所述第四透镜的阿贝常数为Vd4，Vd4≤40；
所述第五透镜的折射率为Nd5，Nd5≤2.00，所述第五透镜的阿贝常数为Vd5，Vd5≥60；
所述第六透镜的折射率为Nd6，Nd6≤2，所述第六透镜的阿贝常数为Vd6，Vd6≤40。
可选地，所述第六透镜朝向像侧的侧面的中心至所述像面的距离为BFL，所述第一透镜朝向物侧的侧面的中心至所述像面的距离为TTL，其中，BFL/TTL＞0.15。
可选地，所述车载光学镜头的最大视场角为FOV，所述最大视场角对应的像高为h，所述车载光学镜头的焦距为f，其中，100.5≤(FOV×f)/h≤110.5。
可选地，所述车载光学镜头的焦距为f；
所述第一透镜的焦距为f1，2.10≤f1/f≤2.16；
所述第二透镜的焦距为f2，-1.35≤f2/f≤-1.27；
所述第三透镜的焦距为f3，0.9≤f3/f≤1；
所述第四透镜的焦距为f4，1.62≤f4/f≤1.68；
所述第五透镜的焦距为f5，1.9≤f5/f≤2.0；
所述第六透镜的焦距为f6，-0.80≤f6/f≤-0.72。
可选地，所述车载光学镜头还包括滤光片，所述滤光片设于所述第六透镜和像面之间。
本发明还提出一种成像设备，包括所述车载光学镜头，所述车载光学镜头具有沿光轴的延伸方向呈相对设置的物侧和像侧，所述像侧形成有像面，所述车载光学镜头包括：
多个透镜，多个所述透镜包括从所述物侧至所述像侧的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜，多个所述透镜中，其中一个为玻璃非球面透镜，其余的均为玻璃球面透镜；以及，
光阑，设于所述第一透镜和所述第二透镜之间；
其中，所述第二透镜和所述第三透镜胶合设置，所述第五透镜和所述第六透镜胶合设置。
本发明还提出一种汽车，包括所述成像设备，所述成像设备包括所述车载光学镜头，所述车载光学镜头具有沿光轴的延伸方向呈相对设置的物侧和像侧，所述像侧形成有像面，所述车载光学镜头包括：
多个透镜，多个所述透镜包括从所述物侧至所述像侧的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜，多个所述透镜中，其中一个为玻璃非球面透镜，其余的均为玻璃球面透镜；以及，
光阑，设于所述第一透镜和所述第二透镜之间；
其中，所述第二透镜和所述第三透镜胶合设置，所述第五透镜和所述第六透镜胶合设置。
本发明的技术方案中，所述车载光学镜头包括多个透镜和光阑，多个所述透镜包括从所述物侧至所述像侧的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜，多个所述透镜中，其中一个为玻璃非球面透镜，其余的均为玻璃球面透镜；减少了玻璃球面透镜的使用数量，且所述光阑设于所述第一透镜和所述第二透镜之间；其中，所述第二透镜和所述第三透镜胶合设置，所述第五透镜和所述第六透镜胶合设置。从而能够在保证减少了所述车载光学镜头的玻璃非球面透镜数量，且多个所述透镜的组合，还能够满足高质量成像性能要求下，使镜头更加小型化，成本更低，竞争性更强。本发明的技术方案中，所述车载光学镜头包括多个透镜和光阑，多个所述透镜包括从所述物侧至所述像侧的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜，多个所述透镜中，其中一个为玻璃非球面透镜，其余的均为玻璃球面透镜；减少了玻璃球面透镜的使用数量，且所述光阑设于所述第一透镜和所述第二透镜之间；其中，所述第二透镜和所述第三透镜胶合设置，所述第五透镜和第六透镜胶合设置。从而能够在保证减少了所述车载光学镜头的玻璃非球面透镜数量，多个所述透镜的组合满足高质量成像性能要求，使镜头更加小型化，成本更低，竞争性更强。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明提供的车载光学镜头的第一实施例的结构示意图；
图2为图1的车载光学镜头的第一实施例的畸变曲线图；
图3为图1的车载光学镜头的第一实施例的MTF曲线图；
图4为本发明提供的车载光学镜头的第二实施例的结构示意图；
图5为图4的车载光学镜头的第二实施例的畸变曲线图；
图6为图4的车载光学镜头的第二实施例的MTF曲线图。
附图标号说明：
Figure BDA0004078988550000041
Figure BDA0004078988550000051
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
随着智能安全辅助驾驶监控系统的快速发展和广泛应用，对于ADAS(AdvancedDriving Assistance System)的要求不断提高，如今的ADAS正在不断地朝着小型化、低畸变、温度适应性强的方向发展，则相应地新架构的小角度ADAS也就亟待研究开拓。
市面上现有小角度车载光学镜头全部采用玻璃非球面结构，数量均大于两枚，具体缺陷就是体积大，重量重，成本高。
鉴于此，本发明提供一种车载光学镜头，所述车载光学镜头更加小型化，成本更低，竞争性增强，图1至图3为本发明提供的车载光学镜头第一实施例，图4至图6为本发明提供的车载光学镜头的第二实施例。
请参照图1和图4，所述车载光学镜头100具有沿光轴的延伸方向呈相对设置的物侧和像侧，所述像侧形成有像面，所述车载光学镜头100包括多个透镜和光阑2，多个所述透镜包括从所述物侧至所述像侧的第一透镜11、第二透镜12、第三透镜13、第四透镜14、第五透镜15以及第六透镜16，多个所述透镜中，其中一个为玻璃非球面透镜，其余的均为玻璃球面透镜；所述光阑2设于所述第一透镜11和所述第二透镜12之间；其中，所述第二透镜12和所述第三透镜13胶合设置，所述第五透镜15和所述第六透镜16胶合设置。
本发明的技术方案中，所述车载光学镜头100包括多个透镜和光阑2，多个所述透镜包括从所述物侧至所述像侧的第一透镜11、第二透镜12、第三透镜13、第四透镜14、第五透镜15以及第六透镜16，多个所述透镜中，其中一个为玻璃非球面透镜，其余的均为玻璃球面透镜；减少了玻璃球面透镜的使用数量，且所述光阑2设于所述第一透镜11和所述第二透镜12之间；其中，所述第二透镜12和所述第三透镜13胶合设置，所述第五透镜15和所述第六透镜16胶合设置。从而能够在保证减少了所述车载光学镜头100的玻璃非球面透镜数量，多个所述透镜的组合满足高质量成像性能要求，使镜头更加小型化，成本更低，竞争性更强。
在本实施例中，所述第四透镜14为玻璃非球面透镜；通过合理设置玻璃非球面透镜的设置位置，使得成效质量更好。
具体地，在本实施例中，各所述透镜靠近所述物侧的侧面设置为物侧面，靠近所述像侧的侧面设置为像侧面；所述第一透镜11具有正光焦度，其物侧面为凸面、其像侧面为凹面；所述第二透镜12具有负光焦度，其物侧面为凹面，像侧面为凹面；所述第三透镜13具有正光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；所述第四透镜14具有正光焦度，其物侧面为凹面，像侧面为凸面；所述第五透镜15具有正光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；所述第六透镜16具有负光焦度，其物侧面为凹面，像侧面为凹面。如此，合理地分配了所述车载光学镜头100的光焦度，多个所述透镜之间色差相互补偿，保证色彩还原度高，即使在光照较弱的环境下也能得到较好的成像效果。
在本实施例中，所述第一透镜11的折射率为Nd1，Nd1≤2.00，所述第一透镜11的阿贝常数为Vd1，Vd1≥40；所述第二透镜12的折射率为Nd2，Nd2≤2，所述第二透镜12的阿贝常数为Vd2，Vd2≤50；所述第三透镜13的折射率为Nd3，Nd3≤2.00，所述第三透镜13的阿贝常数为Vd3，Vd3≥50；所述第四透镜14的折射率为Nd4，Nd4≤2，所述第四透镜14的阿贝常数为Vd4，Vd4≤40；所述第五透镜15的折射率为Nd5，Nd5≤2.00，所述第五透镜15的阿贝常数为Vd5，Vd5≥60；
所述第六透镜16的折射率为Nd6，Nd6≤2，所述第六透镜16的阿贝常数为Vd6，Vd6≤40。通过六个所述透镜的折射率与阿贝常数的设置，使得所述车载光学镜头100的高低温保护效果更好，且满足畸变和色差的要求。
在本实施例中，所述第六透镜16朝向像侧的侧面的中心至所述像面的距离为BFL，所述第一透镜11朝向物侧的侧面的中心至所述像面的距离为TTL，其中，BFL/TTL＞0.15。
在本实施例中，所述车载光学镜头100的最大视场角为FOV，所述最大视场角对应的像高为h，所述车载光学镜头100的焦距为f，其中，100.5≤(FOV×f)/h≤110.5。如此，满足视场角需求。
在本实施例中，所述车载光学镜头100的焦距为f；所述第一透镜11的焦距为f1，2.10≤f1/f≤2.16；所述第二透镜12的焦距为f2，-1.35≤f2/f≤-1.27；所述第三透镜13的焦距为f3，0.9≤f3/f≤1；所述第四透镜14的焦距为f4，1.62≤f4/f≤1.68；所述第五透镜15的焦距为f5，1.9≤f5/f≤2.0；所述第六透镜16的焦距为f6，-0.80≤f6/f≤-0.72。
具体地，所述车载光学镜头100还包括滤光片3，所述滤光片3设于所述第六透镜16和像面之间。所述滤光片3可以过滤光线，使成像的色调更柔和、层次分明。
在本发明中，所述车载光学镜头100包括六个所述透镜，六个所述透镜中，一个所述透镜设置为玻璃非球面透镜，其余五个设置为玻璃透镜，通过搭配各所述镜片的合理的光焦度和面型，合理的分配参数，从而使得所述车载光学镜头100兼具小型化、低成本，并且可以做到高质量成像。
图2为第一实施例的所述车载光学镜头100的畸变曲线图；图3为第一实施例的所述车载光学镜头100的MTF曲线图。
具体地，在第一实施例中，参照图1所述车载光学镜头100分为前透镜组和后透镜组，所述前透镜组从所述物侧至所述像侧依次包括所述第一透镜11，所述第一透镜11具有正光角度，所述第一透镜11的物侧面为凸面，其像侧面为凹面。所述后透镜组从所述物侧至所述像侧依次包括所述第二透镜12、所述第三透镜13、所述第四透镜14、所述第五透镜15以及所述第六透镜16，所述第二透镜12具有负光焦度，且所述第二透镜12的所述物侧面和所述像侧面均为凹面。所述第三透镜13具有正光焦度，且所述第三透镜13的物侧面和所述像侧面均为凸面。所述第四透镜14具有正光焦度，所述第四透镜14的所述物侧面和所述像侧面均为凸面。所述第五透镜15具有正光焦度，所述第五透镜15的所述物侧面和所述像侧面均为凸面。所述第六透镜16具有负光焦度，所述第六透镜16的所述物侧面和所述像侧面为凹面。所述滤光片3设置在所述第六透镜16各所述像面之间。所述第四透镜14为玻璃非球面透镜，其余的五个所述透镜均为玻璃镜片。
具体地，第一实施例中的六个所述透镜的透镜类型、曲率半径、厚度、及材料参见表1，曲率半径和厚度的单位均为毫米(mm)；其中，表1中的S1～S12为多个所述透镜的面序号，R代表各所述透镜的曲率半径，D代表各所述透镜的厚度或空气间隔，ND代表所用光学材料的d光折射率，VD代表所用光学材料的d光阿贝数；表2中给出了非球面玻璃透镜的所有表面的非球面系数，其中K为非球面的二次曲面系数，A4～A16为偶次非球面系数。
表1
Figure BDA0004078988550000081
Figure BDA0004078988550000091
表2
表面编号 K A4 A6 A8 A10 A12 A14 A16
S6 -76.919 1.516E-4 -1.699E-5 3.96E-7 -7.99E-9 0 0 0
S7 4.323 -5.711E-5 -5.623E-6 1.143E-7 -3.711E-9 0 0 0
需要说明的是，在第一实施例中所述第四透镜14的非球面系数的一种设计值，其具体数值大小可根据产品需求进行调节，在此不做限制。
在第二实施例中，参照图4，所述车载光学镜头100包括六个所述透镜，也是第四透镜14设置成非球面玻璃透镜，且各所述透镜的光焦度，各所述透镜的所述像侧面和所述物侧面的凹凸设置，均与第一实施例相同，在此不做赘述。
图5为第二实施例的所述车载光学镜头100的畸变曲线图；图6为第二实施例的所述车载光学镜头100的MTF曲线图。
具体地，第二实施例中的六个所述透镜的透镜类型、曲率半径、厚度、及材料参见表3，曲率半径和厚度的单位均为毫米(mm)；其中，表3中的S1′～S12′为多个所述透镜的面序号，R′代表各所述透镜的曲率半径，D′代表各所述透镜的厚度或空气间隔，ND′代表所用光学材料的d光折射率，VD′代表所用光学材料的d光阿贝数；表4中给出了非球面玻璃透镜的所有表面的非球面系数，其中K′为非球面的二次曲面系数，A4′～A16′为偶次非球面系数。
表3
Figure BDA0004078988550000092
Figure BDA0004078988550000101
表面编号 K A4 A6 A8 A10 A12 A14 A16
S6 -76.919 1.516E-4 -1.699E-5 3.96E-7 -7.99E-9 0 0 0
S7 4.323 -5.711E-5 -5.623E-6 1.143E-7 -3.711E-9 0 0 0
本发明还提出一种成像设备，包括上述技术方案所述车载光学镜头100，需要说明的是，所述成像设备中的光学镜头的详细结构可参照上述车载光学镜头100的实施例，此处不再赘述；由于在本发明的成像设备中使用了上述车载光学镜头100，因此，本发明的所述成像设备的实施例包括上述车载光学镜头100的全部实施例的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。
此外，本发明还提出一种汽车，所述汽车包括上述成像设备，上述成像设备包括上述技术方案所述车载光学镜头100，需要说明的是，所述汽车中的车载光学镜头100的详细结构可参照上述车载光学镜头100的实施例，此处不再赘述；由于在本发明的汽车中使用了上述车载光学镜头100，因此，本发明的所述汽车的实施例包括上述车载光学镜头100的全部实施例的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种车载光学镜头，其特征在于，具有沿光轴的延伸方向呈相对设置的物侧和像侧，所述像侧形成有像面，所述车载光学镜头包括：
多个透镜，多个所述透镜包括从所述物侧至所述像侧的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜，多个所述透镜中，其中一个为玻璃非球面透镜，其余的均为玻璃球面透镜；以及，
光阑，设于所述第一透镜和所述第二透镜之间；
其中，所述第二透镜和所述第三透镜胶合设置，所述第五透镜和所述第六透镜胶合设置。
2.如权利要求1所述的车载光学镜头，其特征在于，所述第四透镜为玻璃非球面透镜。
3.如权利要求1所述的车载光学镜头，其特征在于，各所述透镜靠近所述物侧的侧面设置为物侧面，靠近所述像侧的侧面设置为像侧面；
所述第一透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面、其像侧面为凹面；
所述第二透镜具有负光焦度，其物侧面为凹面，像侧面为凹面；
所述第三透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；
所述第四透镜具有正光焦度，其物侧面为凹面，像侧面为凸面；
所述第五透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；
所述第六透镜具有负光焦度，其物侧面为凹面，像侧面为凹面。
4.如权利要求1所述的车载光学镜头，其特征在于，所述第一透镜的折射率为Nd1，Nd1≤2.00，所述第一透镜的阿贝常数为Vd1，Vd1≥40；
所述第二透镜的折射率为Nd2，Nd2≤2，所述第二透镜的阿贝常数为Vd2，Vd2≤50；
所述第三透镜的折射率为Nd3，Nd3≤2.00，所述第三透镜的阿贝常数为Vd3，Vd3≥50；
所述第四透镜的折射率为Nd4，Nd4≤2，所述第四透镜的阿贝常数为Vd4，Vd4≤40；
所述第五透镜的折射率为Nd5，Nd5≤2.00，所述第五透镜的阿贝常数为Vd5，Vd5≥60；
所述第六透镜的折射率为Nd6，Nd6≤2，所述第六透镜的阿贝常数为Vd6，Vd6≤40。
5.如权利要求1所述的车载光学镜头，其特征在于，所述第六透镜朝向像侧的侧面的中心至所述像面的距离为BFL，所述第一透镜朝向物侧的侧面的中心至所述像面的距离为TTL，其中，BFL/TTL＞0.15。
6.如权利要求1所述的车载光学镜头，其特征在于，所述车载光学镜头的最大视场角为FOV，所述最大视场角对应的像高为h，所述车载光学镜头的焦距为f，其中，100.5≤(FOV×f)/h≤110.5。
7.如权利要求1所述的车载光学镜头，其特征在于，所述车载光学镜头的焦距为f；
所述第一透镜的焦距为f1，2.10≤f1/f≤2.16；
所述第二透镜的焦距为f2，-1.35≤f2/f≤-1.27；
所述第三透镜的焦距为f3，0.9≤f3/f≤1；
所述第四透镜的焦距为f4，1.62≤f4/f≤1.68；
所述第五透镜的焦距为f5，1.9≤f5/f≤2.0；
所述第六透镜的焦距为f6，-0.80≤f6/f≤-0.72。
8.如权利要求1所述的车载光学镜头，其特征在于，所述车载光学镜头还包括滤光片，所述滤光片设于所述第六透镜和像面之间。
9.一种成像设备，其特征在于，包括如权利要求1-8任意一项所述的车载光学镜头。
10.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求9所述的成像设备。
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