CN116500764B - 一种驾驶辅助光学镜头及具有其的驾驶工具 - Google Patents

一种驾驶辅助光学镜头及具有其的驾驶工具 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种驾驶辅助光学镜头及具有其的驾驶工具，镜头包括由物方到像方的方向依次设置的：具有负光焦度的第一透镜，其物侧光轴位置呈凸面，像侧光轴位置呈凹面；第二透镜，其物侧光轴位置呈凹面，像侧光轴位置呈凸面；具有正光焦度的第三透镜，其物侧光轴位置呈凸面；第四透镜和第五透镜，其中一者具有正光焦度，另一者具有负光焦度；非球面的第六透镜；光焦度最大的透镜采用折射率温度系数小于﹣5*10‑6/℃的玻璃材料；且满足：及，Fov为镜头的最大视场角，Y m 为对应Fov的镜头的像高，Y 1 为半视场角为1°时镜头的像高，pi为圆周率。本发明的镜头视场角大，中心角分辨率高。

Description

一种驾驶辅助光学镜头及具有其的驾驶工具
技术领域
本发明涉及光学领域，尤其涉及一种驾驶辅助光学镜头及具有其的驾驶工具。
背景技术
光学镜头是车载摄像头中重要组成部分，也是智能驾驶中视觉图像处理技术的硬件基础。随主机厂对智能辅助驾驶性能需求的提升，相应硬件部分也提出了更高的要求。主要提升需求体现在更高的清晰度、更高的视场角度、更高的夜视能力（更大光圈）以及更高的角分辨能力。
目前的产品一般视场角度小、中心角分辨率高或者视场角大、中心角分辨率低，只能满足两者其一，即无法同时兼顾中心角分辨率和视场角度，例如公开号为CN104950423A的中国专利申请，其公开了一种光学镜组，虽然能够得到110°以上的最大视角，但是镜头整体焦距仅达到约2 mm。
以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，也不必然会给出技术教导；在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日之前已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
发明内容
本发明的目的是提供一种驾驶辅助光学镜头及具有其的驾驶工具，兼顾提高中心角分辨率和扩大视场角度。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种驾驶辅助光学镜头，包括由物方到像方的方向依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜；
所述第一透镜的物侧光轴位置呈凸面结构，其像侧光轴位置呈凹面结构，所述第一透镜具有负光焦度；
所述第二透镜的物侧光轴位置呈凹面结构，其像侧光轴位置呈凸面结构；
所述第三透镜的物侧光轴位置呈凸面结构，其具有正光焦度；
所述第四透镜和第五透镜中的一者具有正光焦度，另一者具有负光焦度；
所述第六透镜为非球面镜片；
所述镜头的六个透镜中具有最大光焦度的透镜采用折射率温度系数小于﹣5*10-6/℃的玻璃材料；
且所述镜头满足：及，其中，Fov为镜头的水平视场角或最大视场角，Y m 为对应Fov的镜头的像高，Y 1 为半视场角为1°时镜头的像高，pi为圆周率。
进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，1<f 3/f <10，25＞|f 6/f|＞2，其中，f 3为第三透镜的焦距，f 6为第六透镜的焦距，f为镜头整体焦距。
进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，-2<f 1/f <﹣1，30＞|f 2/f|＞2，其中，f 1为第一透镜的焦距，f 2为第二透镜的焦距，f为镜头整体焦距。
进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述第四透镜具有正光焦度，所述第四透镜的像侧光轴位置呈凸面结构，且所述第四透镜为六个透镜中具有最大光焦度的透镜，所述第四透镜采用dn/dt折射率温度系数介于﹣10*10-6/℃至﹣6*10-6/℃之间的玻璃材料。
进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述第五透镜具有正光焦度，所述第五透镜的物侧光轴位置呈凸面结构，且所述第五透镜为六个透镜中具有最大光焦度的透镜，所述第五透镜采用dn/dt折射率温度系数介于﹣10*10-6/℃至﹣6*10-6/℃之间的玻璃材料。
进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述六个透镜中具有最大光焦度的透镜采用dn/dt折射率温度系数介于﹣8.6*10-6/℃至﹣6.15*10-6/℃之间的玻璃材料。
进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜均采用玻璃材质，其中，所述第一透镜为非球面镜片，所述第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜为球面镜片。
进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述第一透镜的有效径2*D 1 与镜头整体焦距f满足：0.9＜2*D 1 /f ＜3。
进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述第四透镜与所述第五透镜相胶合。
进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，3<TTL/f <6，其中，TTL为第一透镜的镜片顶点至像面的距离，f为镜头整体焦距。
进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述第四透镜与所述第五透镜之间的胶合面凸向像方，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜中所述第四透镜的阿贝常数最大，所述第五透镜的阿贝常数最小；
或者，所述第四透镜与所述第五透镜之间的胶合面凸向物方，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜中所述第五透镜的阿贝常数最大，所述第四透镜的阿贝常数最小。
进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述第四透镜与所述第五透镜之间的胶合面凸向像方，所述第四透镜的阿贝常数与所述第三透镜的阿贝常数之和大于115，所述第三透镜的阿贝常数大于所述第一透镜的阿贝常数；
或者，所述第四透镜与所述第五透镜之间的胶合面凸向物方，所述第五透镜的阿贝常数与所述第六透镜的阿贝常数之和大于115，所述第六透镜的阿贝常数大于所述第一透镜的阿贝常数。
进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述第一透镜的物侧镜面、像侧镜面以及所述第六透镜的物侧镜面、像侧镜面均为非球面镜面，其面形描述公式为：，其中，Z(h)为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时，距非球面顶点的距离矢高；c为非球面镜面的曲率半径的倒数，k为镜面圆锥系数，A、B、C、D、E、F、G为高次非球面系数。
进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述第四透镜与所述第五透镜之间的胶合面凸向像方，以及满足以下条件中的一项或多项：
所述第六透镜的像侧镜面的镜面圆锥系数为正，所述第一透镜的物侧镜面、像侧镜面及所述第六透镜的物侧镜面的镜面圆锥系数为负；
和/或，所述第一透镜的物侧镜面的高次非球面系数A为正，所述第一透镜的像侧镜面及所述第六透镜的物侧镜面、像侧镜面的高次非球面系数A为负；
和/或，所述第六透镜的两侧非球面镜面的高次非球面系数B为正，所述第一透镜的两侧非球面镜面的高次非球面系数B为负；
和/或，所述第一透镜的物侧非球面镜面的高次非球面系数C为正、高次非球面系数D为负，所述第六透镜的像侧非球面镜面的高次非球面系数C、E为负、高次非球面系数D为正。
根据本发明的另一方面，提供了一种驾驶工具，包括如上所述的驾驶辅助光学镜头，所述驾驶工具为车辆、船舶、飞机或无人机。
本发明提供的技术方案带来的有益效果如下：
a. 在提高中心角分辨率的同时，扩大视场角度，很好地满足智能驾驶辅助的远距离物体和近距离横穿目标的同时识别功能；
b. 至少将光焦度最大的一透镜选用dn/dt折射率温度系数小于-5*10-6的玻璃材料，抵消或削弱高折射、高阿贝材料因正dn/dt折射率温度系数引起的高温焦面偏向物面的影响。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请中记载的一些实施例，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获得其他的附图。
图1为本发明的示例性实施例1提供的镜头的透镜布置示意图；
图2为本发明的示例性实施例1提供的镜头的MTF频率曲线；
图3为本发明的示例性实施例1提供的镜头在常温20℃环境下的离焦曲线；
图4为本发明的示例性实施例1提供的镜头在85℃环境下的离焦曲线；
图5为本发明的示例性实施例1提供的镜头在-40℃环境下的离焦曲线；
图6为本发明的示例性实施例2提供的镜头的透镜布置示意图；
图7为本发明的示例性实施例2提供的镜头的MTF频率曲线；
图8为为本发明的示例性实施例3提供的镜头的透镜布置示意图；
图9为本发明的示例性实施例3提供的镜头的MTF频率曲线；
图10为本发明的示例性实施例4提供的镜头的透镜布置示意图；
图11为本发明的示例性实施例4提供的镜头的MTF频率曲线；
图12为本发明的示例性实施例5提供的镜头的透镜布置示意图；
图13为本发明的示例性实施例5提供的镜头的MTF频率曲线；
图14为本发明的示例性实施例6提供的镜头的透镜布置示意图；
图15为本发明的示例性实施例6提供的镜头的MTF频率曲线；
图16为对比例1的镜头在常温20℃环境下的离焦曲线；
图17为对比例1的镜头在85℃环境下的离焦曲线；
图18为对比例1的镜头在-40℃环境下的离焦曲线。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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一部分的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
图1、图6、图8、图10、图12、图14示出了不同实施例的镜头透镜布置，其中L1表示第一透镜，L2表示第二透镜，L3表示第三透镜，L4表示第四透镜，L5表示第五透镜，L6表示第六透镜；其中，第四透镜与第五透镜可胶合。
图1、图6、图8、图10、图12、图14中S1表示第一透镜L1的物侧镜面，S2表示第一透镜L1的像侧镜面；S3表示第二透镜L2的物侧镜面，S4表示第二透镜L2的像侧镜面；S5表示第三透镜L3的物侧镜面，S6表示第三透镜L3的像侧镜面；S8表示第四透镜L4的物侧镜面，S9表示第四透镜L4的像侧镜面，也表示与第四透镜胶合的第五透镜L5的物侧镜面，S10表示第五透镜L5的像侧镜面；S11表示第六透镜L6的物侧镜面，S12表示第六透镜L6的像侧镜面；
S7表示光阑；L7表示IR滤光片，S13表示IR滤光片的物侧面，S14表示IR滤光片的像侧面；L8表示保护玻璃，S15表示保护玻璃的物侧面，S16表示保护玻璃的像侧面；L9表示成像平面。
在本发明的以下实施例中的光学参数包括：Fov表示镜头的水平视场角或最大视场角，Y m 表示对应Fov的镜头的像高，Y 1表示半视场角为1°时镜头的像高，TTL表示镜头总长，本发明实施例中即第一透镜的镜片顶点至像面的距离，2*D 1表示第一透镜的有效径，f 1表示第一透镜的焦距，f 2表示第二透镜的焦距，f 3表示第三透镜的焦距，f 4表示第四透镜的焦距，f 5表示第五透镜的焦距，f 6表示第六透镜的焦距，f表示镜头整体焦距，bfl表示镜头后焦距，pi表示圆周率。
透镜L1至L6中，有的透镜为球面镜片，有的透镜为非球面镜片，对于非球面镜片，其面形描述公式为：，其中，Z(h)为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时，距非球面顶点的距离矢高；c为非球面镜面的曲率半径的倒数，k为镜面圆锥系数，A、B、C、D、E、F、G为高次非球面系数。
图1和表1-1、表1-2、表1-3、表1-4示出了根据本发明的光学镜头的第一实施例，图1示出镜头的透镜布置如下：
由物方到像方的方向依次设置了第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5和第六透镜L6，各个透镜的凹凸面特征如下：
所述第一透镜L1的物侧光轴位置呈凸面结构，其像侧光轴位置呈凹面结构；
所述第二透镜L2的物侧光轴位置呈凹面结构，其像侧光轴位置呈凸面结构；
所述第三透镜L3的物侧光轴位置呈凸面结构，其像侧光轴位置呈凸面结构；
所述第四透镜L4的物侧光轴位置呈凸面结构，其像侧光轴位置呈凸面结构；
所述第五透镜L5的物侧光轴位置呈凹面结构，其像侧光轴位置呈凸面结构，且第四透镜与所述第五透镜相胶合；
所述第六透镜L6的物侧面和像侧面均为非球面，其物侧面包括物侧光轴位置附近的中心区域和向外延伸的延伸区域，该物侧的中心区域相对于延伸区域呈凸面结构；第六透镜L6的像侧面包括像侧光轴位置附近的中心区域和向外延伸的延伸区域，所述中心区域相对于延伸区域呈凹面结构。
本实施例中，各个透镜、光阑、IR、保护玻璃的光学参数参见表1-1：
表中曲率半径为无限的，表示其对应的面序号代表的是一平面。
本实施例中，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜均采用玻璃材质，其中，所述第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜为球面镜片，所述第一透镜和第六透镜为非球面镜片，具体地，第一透镜L1的两侧表面S1和S2、第六透镜L6的两侧表面S11和S12均为非球面，本实施例中，第一透镜L1的物侧面中心相对于其延伸区域呈凸面状，第一透镜L1的像侧面中心相对于其延伸区域呈凹面状。其用上述的面形描述公式表示，这四个非球面的面形公式中的非球面参数参见表1-2：
本实施例的镜头的透镜焦距、正负光焦度数据参见表1-3：
本实施例中第四透镜L4的光焦度最大，第四透镜L4选用dn/dt折射率温度系数为-7.6*10-6的玻璃材料，抵消或削弱高折射、高阿贝材料因正dn/dt折射率温度系数引起的高温焦面偏向物面的影响。
本实施例的镜头的其他光学信息参见表1-4：
本实施例的镜头既实现了较大的最大视场角（100°），又实现了较长的镜头整体焦距（6.15 mm）。
图2为以上第一实施例的镜头的MTF（Modulation Transfer Function）频率曲线，从图2可以看出，以毫米为单位，空间频率60所对应的OTF模量大于81%，表示镜头能够清晰成像。
图3为以上第一实施例的镜头在常温20℃环境下的离焦曲线，图中曲线的峰值对应的横坐标偏离零点距离为0mm，即离焦量为0mm；图4为以上第一实施例的镜头在85℃环境下的离焦曲线，图中曲线的峰值对应的横坐标偏离零点+0.01mm，即离焦量为0.01mm；图5为以上第一实施例的镜头在-40℃环境下的离焦曲线，图中曲线的峰值对应的横坐标偏离零点-0.009mm，即离焦量为0.009mm。这样小的离焦量保证了镜头在高温+85℃和低温-40℃都可以拍摄高清画面。
并且，在低温环境下镜座结构件会收缩，在高温环境下镜座结构件会膨胀，而本实施例中85℃环境下的离焦曲线相对于常温下的离焦曲线出现后移，低温-40℃环境下的离焦曲线相对于常温下的离焦曲线出现前移，这种高温/低温环境下镜头的焦面移动量正好与镜座结构件的膨胀/收缩相适配，因此，消除或减弱了高温/低温环境对影像造成的不良影响。
本实施例中第四透镜采用温度补偿材料，镜头在高温/低温下焦面后移与镜座结构件膨胀收缩可以形成补偿作用，保证在高温/低温中的清晰成像。
对比例1：与第一实施例的区别在于第四透镜材料从-7.6*10-6折射率温度系数改为1.5*10-6折射率温度系数材料，镜头结构基本保持一致。对比例1的镜头光学参数参见表A-1：
对比例1的镜头中同样是第一透镜L1的两侧表面S1和S2、第六透镜L6的两侧表面S11和S12为非球面用上述的面形描述公式表示，这四个非球面的面形公式中的非球面参数参见表B-1：
图16为以上对比例1的镜头在常温20℃环境下的离焦曲线，图17为以上对比例1的镜头在85℃环境下的离焦曲线，图18为以上对比例1的镜头在-40℃环境下的离焦曲线，对比图16-18可以看出，透镜未采用温度补偿材料，镜头在高温/低温下的离焦量相比于在常温20℃环境下的离焦量基本没有变化，即对比例1的焦面无法与镜座结构件膨胀/收缩形成补偿作用，因此，在高温/低温中的成像清晰度会下降。
图6和表2-1、表2-2、表2-3、表2-4示出了根据本发明的光学镜头的第二实施例，图6示出镜头的透镜布置如下：
由物方到像方的方向依次设置了第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5和第六透镜L6，各个透镜的凹凸面特征如下：
所述第一透镜L1的物侧光轴位置呈凸面结构，其像侧光轴位置呈凹面结构；
所述第二透镜L2的物侧光轴位置呈凹面结构，其像侧光轴位置呈凸面结构；
所述第三透镜L3的物侧光轴位置呈凸面结构，其像侧光轴位置呈平面结构；
所述第四透镜L4的物侧光轴位置呈凸面结构，其像侧光轴位置呈凸面结构；
所述第五透镜L5的物侧光轴位置呈凹面结构，其像侧光轴位置呈凸面结构，且第四透镜与所述第五透镜相胶合；
所述第六透镜L6的物侧面和像侧面均为非球面，其物侧面包括物侧光轴位置附近的中心区域和向外延伸的延伸区域，该物侧的中心区域相对于延伸区域呈凸面结构；第六透镜L6的像侧面包括像侧光轴位置附近的中心区域和向外延伸的延伸区域，所述中心区域相对于延伸区域呈凹面结构。
本实施例中，各个透镜、光阑、IR、保护玻璃的光学参数参见表2-1：
表中曲率半径为无限的，表示其对应的面序号代表的是一平面。
本实施例中，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜均采用玻璃材质，其中，所述第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜为球面镜片，所述第一透镜和第六透镜为非球面镜片，具体地，第一透镜L1的两侧表面S1和S2、第六透镜L6的两侧表面S11和S12均为非球面，本实施例中，第一透镜L1的物侧面中心相对于其延伸区域呈凸面状，第一透镜L1的像侧面中心相对于其延伸区域呈凹面状。其用上述的面形描述公式表示，这四个非球面的面形公式中的非球面参数参见表2-2：
本实施例的镜头的透镜焦距、正负光焦度数据参见表2-3：
本实施例中第四透镜L4的光焦度最大，第四透镜L4选用dn/dt折射率温度系数为-7.6*10-6的玻璃材料，抵消或削弱高折射、高阿贝材料因正dn/dt折射率温度系数引起的高温焦面偏向物面的影响。
本实施例的镜头的其他光学信息参见表2-4：
本实施例的镜头既实现了较大的最大视场角（104°），又实现了较长的镜头整体焦距（5.726 mm）。
图7为以上第二实施例的镜头的MTF（Modulation Transfer Function）频率曲线，从图7可以看出，以毫米为单位，空间频率60所对应的OTF模量大于83%，表示镜头能够清晰成像。
图8和表3-1、表3-2、表3-3、表3-4示出了根据本发明的光学镜头的第三实施例，图8示出镜头的透镜布置如下：
由物方到像方的方向依次设置了第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5和第六透镜L6，各个透镜的凹凸面特征如下：
所述第一透镜L1的物侧光轴位置呈凸面结构，其像侧光轴位置呈凹面结构；
所述第二透镜L2的物侧光轴位置呈凹面结构，其像侧光轴位置呈凸面结构；
所述第三透镜L3的物侧光轴位置呈凸面结构，其像侧光轴位置呈凹面结构；
所述第四透镜L4的物侧光轴位置呈凸面结构，其像侧光轴位置呈凸面结构；
所述第五透镜L5的物侧光轴位置呈凹面结构，其像侧光轴位置呈凸面结构，且第四透镜与所述第五透镜相胶合；
所述第六透镜L6的物侧面和像侧面均为非球面，其物侧面包括物侧光轴位置附近的中心区域和向外延伸的延伸区域，该物侧的中心区域相对于延伸区域呈凸面结构；第六透镜L6的像侧面包括像侧光轴位置附近的中心区域和向外延伸的延伸区域，所述中心区域相对于延伸区域呈凹面结构。
本实施例中，各个透镜、光阑、IR、保护玻璃的光学参数参见表3-1：
表中曲率半径为无限的，表示其对应的面序号代表的是一平面。
本实施例中，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜均采用玻璃材质，其中，所述第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜为球面镜片，所述第一透镜和第六透镜为非球面镜片，具体地，第一透镜L1的两侧表面S1和S2、第六透镜L6的两侧表面S11和S12均为非球面，本实施例中，第一透镜L1的物侧面中心相对于其延伸区域呈凸面状，第一透镜L1的像侧面中心相对于其延伸区域呈凹面状。其用上述的面形描述公式表示，这四个非球面的面形公式中的非球面参数参见表3-2：
本实施例的镜头的透镜焦距、正负光焦度数据参见表3-3：
本实施例中第四透镜L4的光焦度最大，第四透镜L4选用dn/dt折射率温度系数为-7.6*10-6的玻璃材料，抵消或削弱高折射、高阿贝材料因正dn/dt折射率温度系数引起的高温焦面偏向物面的影响。
本实施例的镜头的其他光学信息参见表3-4：
本实施例的镜头既实现了较大的最大视场角（106°），又实现了较长的镜头整体焦距（5.77 mm）。
图9为以上第二实施例的镜头的MTF（Modulation Transfer Function）频率曲线，从图9可以看出，以毫米为单位，空间频率60所对应的OTF模量大于81%，表示镜头能够清晰成像。
图10和表4-1、表4-2、表4-3、表4-4示出了根据本发明的光学镜头的第四实施例，图10示出镜头的透镜布置如下：
由物方到像方的方向依次设置了第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5和第六透镜L6，各个透镜的凹凸面特征如下：
所述第一透镜L1的物侧光轴位置呈凸面结构，其像侧光轴位置呈凹面结构；
所述第二透镜L2的物侧光轴位置呈凹面结构，其像侧光轴位置呈凸面结构；
所述第三透镜L3的物侧光轴位置呈凸面结构，其像侧光轴位置呈凹面结构；
所述第四透镜L4的物侧光轴位置呈凸面结构，其像侧光轴位置呈凹面结构；
所述第五透镜L5的物侧光轴位置呈凸面结构，其像侧光轴位置呈凸面结构，且第四透镜与所述第五透镜相胶合；
所述第六透镜L6的物侧面和像侧面均为非球面，其物侧面包括物侧光轴位置附近的中心区域和向外延伸的延伸区域，该物侧的中心区域相对于延伸区域呈凸面结构；第六透镜L6的像侧面包括像侧光轴位置附近的中心区域和向外延伸的延伸区域，所述中心区域相对于延伸区域呈凹面结构。
本实施例中，各个透镜、光阑、IR、保护玻璃的光学参数参见表4-1：
表中曲率半径为无限的，表示其对应的面序号代表的是一平面。
本实施例中，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜均采用玻璃材质，其中，所述第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜为球面镜片，所述第一透镜和第六透镜为非球面镜片，具体地，第一透镜L1的两侧表面S1和S2、第六透镜L6的两侧表面S11和S12均为非球面，本实施例中，第一透镜L1的物侧面中心相对于其延伸区域呈凸面状，第一透镜L1的像侧面中心相对于其延伸区域呈凹面状。其用上述的面形描述公式表示，这四个非球面的面形公式中的非球面参数参见表4-2：
本实施例的镜头的透镜焦距、正负光焦度数据参见表4-3：
本实施例中第五透镜L5的光焦度最大，第五透镜L5选用dn/dt折射率温度系数为-7.6*10-6的玻璃材料，抵消或削弱高折射、高阿贝材料因正dn/dt折射率温度系数引起的高温焦面偏向物面的影响。
本实施例的镜头的其他光学信息参见表4-4：
本实施例的镜头既实现了较大的最大视场角（100°），又实现了较长的镜头整体焦距（6.15 mm）。
图11为以上第四实施例的镜头的MTF（Modulation Transfer Function）频率曲线，从图11可以看出，除了TS 0.00,45.00(deg)、TS 0.00,50.00(deg)以外，以毫米为单位，空间频率60所对应的OTF模量大于80%，表示镜头能够清晰成像。
图12和表5-1、表5-2、表5-3、表5-4示出了根据本发明的光学镜头的第五实施例，图12示出镜头的透镜布置如下：
由物方到像方的方向依次设置了第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5和第六透镜L6，各个透镜的凹凸面特征如下：
所述第一透镜L1的物侧光轴位置呈凸面结构，其像侧光轴位置呈凹面结构；
所述第二透镜L2的物侧光轴位置呈凹面结构，其像侧光轴位置呈凸面结构；
所述第三透镜L3的物侧光轴位置呈凸面结构，其像侧光轴位置呈平面结构；
所述第四透镜L4的物侧光轴位置呈凸面结构，其像侧光轴位置呈凹面结构；
所述第五透镜L5的物侧光轴位置呈凸面结构，其像侧光轴位置呈凸面结构，且第四透镜与所述第五透镜相胶合；
所述第六透镜L6的物侧光轴位置呈凹面结构，其像侧光轴位置呈凸面结构。
本实施例中，各个透镜、光阑、IR、保护玻璃的光学参数参见表5-1：
表中曲率半径为无限的，表示其对应的面序号代表的是一平面。
本实施例中，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜均采用玻璃材质，其中，所述第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜为球面镜片，所述第一透镜和第六透镜为非球面镜片，具体地，第一透镜L1的两侧表面S1和S2、第六透镜L6的两侧表面S11和S12均为非球面，本实施例中，第一透镜L1的物侧面中心相对于其延伸区域呈凸面状，第一透镜L1的像侧面中心相对于其延伸区域呈凹面状。其用上述的面形描述公式表示，这四个非球面的面形公式中的非球面参数参见表5-2：
本实施例的镜头的透镜焦距、正负光焦度数据参见表5-3：
本实施例中第五透镜L5的光焦度最大，第五透镜L5选用dn/dt折射率温度系数为-7.6*10-6的玻璃材料，抵消或削弱高折射、高阿贝材料因正dn/dt折射率温度系数引起的高温焦面偏向物面的影响。
本实施例的镜头的其他光学信息参见表5-4：
本实施例的镜头既实现了较大的最大视场角（100°），又实现了较长的镜头整体焦距（6.15 mm）。
图13为以上第五实施例的镜头的MTF（Modulation Transfer Function）频率曲线，从图13可以看出，除了TS 50.00(deg)以外，以毫米为单位，空间频率60所对应的OTF模量大于70%，表示镜头能够清晰成像。
图14和表6-1、表6-2、表6-3、表6-4示出了根据本发明的光学镜头的第六实施例，图14示出镜头的透镜布置如下：
由物方到像方的方向依次设置了第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5和第六透镜L6，各个透镜的凹凸面特征如下：
所述第一透镜L1的物侧光轴位置呈凸面结构，其像侧光轴位置呈凹面结构；
所述第二透镜L2的物侧光轴位置呈凹面结构，其像侧光轴位置呈凸面结构；
所述第三透镜L3的物侧光轴位置呈凸面结构，其像侧光轴位置呈凸面结构；
所述第四透镜L4的物侧光轴位置呈凸面结构，其像侧光轴位置呈凸面结构；
所述第五透镜L5的物侧光轴位置呈凹面结构，其像侧光轴位置呈凸面结构，且第四透镜与所述第五透镜相胶合；
所述第六透镜L6的物侧面和像侧面均为非球面，其物侧面包括物侧光轴位置附近的中心区域和向外延伸的延伸区域，该物侧的中心区域相对于延伸区域呈凸面结构；第六透镜L6的像侧面包括像侧光轴位置附近的中心区域和向外延伸的延伸区域，所述中心区域相对于延伸区域呈凹面结构。
本实施例中，各个透镜、光阑、IR、保护玻璃的光学参数参见表6-1：
表中曲率半径为无限的，表示其对应的面序号代表的是一平面。
本实施例中，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜均采用玻璃材质，其中，所述第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜为球面镜片，所述第一透镜和第六透镜为非球面镜片，具体地，第一透镜L1的两侧表面S1和S2、第六透镜L6的两侧表面S11和S12均为非球面，本实施例中，第一透镜L1的物侧面中心相对于其延伸区域呈凸面状，第一透镜L1的像侧面中心相对于其延伸区域呈凹面状。其用上述的面形描述公式表示，这四个非球面的面形公式中的非球面参数参见表6-2：
本实施例的镜头的透镜焦距、正负光焦度数据参见表6-3：
本实施例中第四透镜L4的光焦度最大，第四透镜L4选用dn/dt折射率温度系数为-7.6*10-6的玻璃材料，抵消或削弱高折射、高阿贝材料因正dn/dt折射率温度系数引起的高温焦面偏向物面的影响。
本实施例的镜头的其他光学信息参见表6-4：
本实施例的镜头既实现了较大的最大视场角（100°），又实现了较长的镜头整体焦距（6.15 mm）。
图15为以上第六实施例的镜头的MTF（Modulation Transfer Function）频率曲线，从图15可以看出，除了TS 40.00(deg)以外，以毫米为单位，空间频率60所对应的OTF模量大于83%，表示镜头能够清晰成像。
对比例2：对比例2的镜头采用六个球面透镜，镜头光学参数参见表A-2：
对比例2的其他光学信息参见表B-2：
对比例2中满足到相近的Ym和FOV时，镜头整体焦距f为4.64mm，相比前第一实施例、第四实施例、第五实施例、第六实施例中镜头整体焦距f较短。
以上实施例中，第四透镜L4与第五透镜L5相胶合，能够起到消色差的作用，并可以减小安装体积，提升镜头的安装便利性。但是本发明并不限定第四透镜L4与第五透镜L5相胶合作为实现本发明技术方案的必要前提条件。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (15)

1.一种驾驶辅助光学镜头，所述光学镜头的透镜数量为六片，透镜为由物方到像方的方向依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜，其特征在于：
所述第一透镜的物侧光轴位置呈凸面结构，其像侧光轴位置呈凹面结构，所述第一透镜具有负光焦度；
所述第二透镜的物侧光轴位置呈凹面结构，其像侧光轴位置呈凸面结构，所述第二透镜具有正光焦度；
所述第三透镜的物侧光轴位置呈凸面结构，其具有正光焦度；
所述第四透镜和第五透镜中的一者具有正光焦度，另一者具有负光焦度；所述第四透镜的物侧光轴位置呈凸面结构，所述第五透镜的像侧光轴位置呈凸面结构；所述第四透镜的像侧光轴位置和第五透镜的物侧光轴位置中的一者呈凸面结构，另一者呈凹面结构；
所述第六透镜为非球面镜片，其具有正光焦度；所述第六透镜采用第一面形或第二面形：第一面形为物侧光轴位置呈凹面结构，像侧光轴位置呈凸面结构；第二面形为物侧面的中心区域相对于物侧面中心向外延伸的区域呈凸面结构，像侧面的中心区域相对于像侧面中心向外延伸的区域呈凹面结构；
所述镜头的六个透镜中具有最大光焦度的透镜采用折射率温度系数小于﹣5×10-6/℃的玻璃材料；
且所述镜头满足：12.99≤Fov/2/Y m ≤14.32及5.73≤Y 1 ×180/pi≤6.13，其中，Fov为镜头的水平视场角或最大视场角，Y m 为对应Fov的镜头的像高，Y 1 为半视场角为1°时镜头的像高，pi为圆周率。
2. 根据权利要求1所述的驾驶辅助光学镜头，其特征在于，1< f 3/ f <10，25＞| f 6/ f|＞2，其中，f 3为第三透镜的焦距，f 6为第六透镜的焦距，f为镜头整体焦距。
3. 根据权利要求2所述的驾驶辅助光学镜头，其特征在于，-2< f 1/ f <﹣1，30＞| f 2/f |＞2，其中，f 1为第一透镜的焦距，f 2为第二透镜的焦距，f为镜头整体焦距。
4.根据权利要求1所述的驾驶辅助光学镜头，其特征在于，所述第四透镜具有正光焦度，所述第四透镜的像侧光轴位置呈凸面结构，且所述第四透镜为六个透镜中具有最大光焦度的透镜，所述第四透镜采用dn/dt折射率温度系数介于﹣10×10-6/℃至﹣6×10-6/℃之间的玻璃材料。
5.根据权利要求1所述的驾驶辅助光学镜头，其特征在于，所述第五透镜具有正光焦度，所述第五透镜的物侧光轴位置呈凸面结构，且所述第五透镜为六个透镜中具有最大光焦度的透镜，所述第五透镜采用dn/dt折射率温度系数介于﹣10×10-6/℃至﹣6×10-6/℃之间的玻璃材料。
6.根据权利要求4或5所述的驾驶辅助光学镜头，其特征在于，所述六个透镜中具有最大光焦度的透镜采用dn/dt折射率温度系数介于﹣8.6×10-6/℃至﹣6.15×10-6/℃之间的玻璃材料。
7.根据权利要求1所述的驾驶辅助光学镜头，其特征在于，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜均采用玻璃材质，其中，所述第一透镜为非球面镜片，所述第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜为球面镜片。
8. 根据权利要求7所述的驾驶辅助光学镜头，其特征在于，所述第一透镜的有效径2× D 1 与镜头整体焦距f满足：0.9＜2×D 1 / f ＜3。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的驾驶辅助光学镜头，其特征在于，所述第四透镜与所述第五透镜相胶合。
10. 根据权利要求9所述的驾驶辅助光学镜头，其特征在于，3< TTL/ f <6，其中，TTL为第一透镜的镜片顶点至像面的距离，f为镜头整体焦距。
11.根据权利要求9所述的驾驶辅助光学镜头，其特征在于，所述第四透镜与所述第五透镜之间的胶合面凸向像方，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜中所述第四透镜的阿贝常数最大，所述第五透镜的阿贝常数最小。
12.根据权利要求9所述的驾驶辅助光学镜头，其特征在于，所述第四透镜与所述第五透镜之间的胶合面凸向物方，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜中所述第五透镜的阿贝常数最大，所述第四透镜的阿贝常数最小。
13.根据权利要求11所述的驾驶辅助光学镜头，其特征在于，所述第四透镜的阿贝常数与所述第三透镜的阿贝常数之和大于115，所述第三透镜的阿贝常数大于所述第一透镜的阿贝常数。
14.根据权利要求12所述的驾驶辅助光学镜头，其特征在于，所述第五透镜的阿贝常数与所述第六透镜的阿贝常数之和大于115，所述第六透镜的阿贝常数大于所述第一透镜的阿贝常数。
15.一种驾驶工具，其特征在于，包括如权利要求1至14中任一项所述的驾驶辅助光学镜头，所述驾驶工具为车辆、船舶、飞机或无人机。
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CN112166362A (zh) * 2018-06-04 2021-01-01 株式会社腾龙 成像透镜及摄像装置

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