CN116719155A - 车载镜头和车辆 - Google Patents

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CN116719155A CN202310674758.2A CN202310674758A CN116719155A CN 116719155 A CN116719155 A CN 116719155A CN 202310674758 A CN202310674758 A CN 202310674758A CN 116719155 A CN116719155 A CN 116719155A
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朱红伟
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Abstract

本发明公开一种车载镜头和车辆，车载镜头包括由物侧到像侧依次布置有光焦度为负的第一透镜、光焦度为负的第二透镜、光焦度为正的第三透镜、光阑、光焦度为正的第四透镜、光焦度为负的第五透镜、光焦度为正的第六透镜和像面，并且将所述第一透镜和所述第六透镜设置为玻璃非球面透镜，仅只使用两个玻璃非球面透镜，就能满足视场角，畸变，色差及高低温工作的性能要求，减少了镜头的玻璃球面透镜数量，以提供了一种大角度、小型化、温度适应性强的车载镜头。

Description

车载镜头和车辆
技术领域
本发明涉及光学技术领域，尤其涉及车载镜头和车辆。
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，对于车载镜头的要求不断提高，现有的车载镜头的广角成像的清晰度不高，导致用户的体验差。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种车载镜头和车辆，旨在提供了一种大角度、高清成像的的车载镜头。
为实现上述目的，本发明提出的一种车载镜头，所述车载镜头具有沿光轴方向呈相对设置的物侧和像侧，所述车载镜头包括由物侧到像侧依次布置的光焦度为负的第一透镜、光焦度为负的第二透镜、光焦度为正的第三透镜、光阑、光焦度为正的第四透镜、光焦度为负的第五透镜、光焦度为正的第六透镜和像面，以使得所述车载镜头的光学总长控制在30mm内，视场角可达147°；
其中，所述第一透镜和所述第六透镜均为非球面透镜。
可选地，所述车载镜头的焦距为f，所述第一透镜的焦距为f1，所述第二透镜的焦距为f2，所述第三透镜的焦距为f3，所述第四透镜的焦距为f4，第五透镜的焦距为f5，第六透镜的焦距为f6，所述车载镜头满足下列条件：
1.5≤|f1/f|≤2；且7.5≤|f2/f|≤8；且1.5≤|f3/f|≤2；且16.5≤|f4/f|≤17；且5≤|f5/f|≤5.5；且6.5≤|f6/f|≤7。
可选地，所述车载镜头的焦距为5.1mm。
可选地，所述第一透镜的焦距为-9.0mm，所述第二透镜的焦距为-39.4mm，所述第三透镜的焦距为10.2mm，所述第四透镜的焦距为84.65mm，所述第五透镜的焦距为-27.62mm，所述第六透镜的焦距为34.72mm。
可选地，所述车载镜头满足以下条件：BFL/TTL＞0.1，其中，BFL为所述车载镜头的第六透镜的像侧面中心至所述车载镜头的像面在所述光轴上的距离，TTL为所述第一透镜的物侧面的中心至所述光学镜头的像面在所述光轴上的距离；和/或，
所述车载镜头满足以下条件：75≤(FOV×f)/h≤76，其中，FOV为所述车载镜头的最大视场角，f为所述车载镜头的焦距，h为所述车载镜头的最大视场角所对应的像高。
可选地，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第五透镜、所述第六透镜均具有朝向物侧设置的物侧面和朝向像侧设置的像侧面；
所述第一透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面；
所述第二透镜的物侧面为凹面，像侧面为凸面；
所述第三透镜的物侧面为凸面，像侧面为凸面；
所述第四透镜的物侧面为凸面，像侧面为凸面；
所述第五透镜的物侧面为凹面，像侧面为凸面；
所述第六透镜的物侧面为凹面，像侧面为凸面。
可选地，所述第一透镜的折射率为Nd1，色散系数为Vd1，其中，1.75≤Nd1≤1.8，45≤Vd1≤50；
所述第二透镜的折射率为Nd2，色散系数为Vd2，其中，1.85≤Nd2≤1.9，40≤Vd2≤45；
所述第三透镜的折射率为Nd3，色散系数为Vd3，其中，1.65≤Nd3≤1.7，50≤Vd3≤55；
所述第四透镜的折射率为Nd4，色散系数为Vd4，其中，1.45≤Nd4≤1.5，81≤Vd4≤85；
所述第五透镜的折射率为Nd5，色散系数为Vd5，其中，1.85≤Nd5≤1.9，25≤Vd5≤30；
所述第六透镜的折射率为Nd6，色散系数为Vd6，其中，1.65≤Nd6≤1.7，50≤Vd6≤55。
可选地，所述第四透镜和所述第五透镜胶合连接。
可选地，所述车载镜头的工作F数为1.65。
为实现上述目的，本发明还提供一种车辆，所述车辆包括上述的车载镜头。
本发明提供的技术方案中，所述第一透镜和所述第六透镜均为非球面透镜，非球面镜片具有更佳的曲率半径特性，具有改善歪曲像差及改善像散像差的优点，采用非球面镜片后，能够尽可能地消除在成像时出现的像差，从而提升镜头的成像质量。所述车载镜头的光学总长控制在30mm内，视场角可达147°，所述车载镜头拥有大视场角，使其具有较宽的视野范围，采集信息更加充分，因非球面透镜的成本造价高，而在本发明中，通过仅只使用两个非球面透镜，就能满足视场角，畸变，色差的性能要求，减少了镜头的非球面透镜数量，以提供了一种大角度、小型化、温度适应性强的车载镜头。
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镜头实施例的结构示意图。
附图标号说明：
标号 名称 标号 名称
1 第一透镜 6 第六透镜
2 第二透镜 5 第五透镜
3 第三透镜 8 光阑
4 第四透镜 9 感光芯片
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，对于车载镜头的要求不断提高，现有的车载镜头的广角成像的清晰度不高，导致用户的体验差。
为了解决上述问题，本发明提供一种车载镜头，图1为本发明提供的车载镜头的具体实施例。
请参阅图1，所述车载镜头具有沿光轴方向呈相对设置的物侧和像侧，所述车载镜头包括由物侧到像侧依次布置的光焦度为负的第一透镜1、光焦度为负的第二透镜2、光焦度为正的第三透镜3、光阑8、光焦度为正的第四透镜4、光焦度为负的第五透镜5、光焦度为正的第六透镜和像面，以使得所述车载镜头的光学总长控制在30mm内，视场角可达147°；其中，所述第一透镜1和所述第六透镜均为非球面透镜。
需要说明的是，通过所述第一透镜1具有的大口径，对同等焦距情况下可收集更多的光信息，达到弱光下清晰成像的效果，同时矫正轴向色差，所述光阑88限制轴上光束通光口径在变焦过程中拦掉部分光线，减少了光斑、提高了图像对比度，并有助于提升像质，通过所述第二透镜2、所述第三透镜3、所述第四透镜4、所述第五透镜5、所述第六透镜6能够矫正系统色差、球差以及像面弯曲，设置在像侧的为感光芯片。
本发明提供的技术方案中，所述第一透镜1和所述第六透镜均为非球面透镜，非球面镜片具有更佳的曲率半径特性，具有改善歪曲像差及改善像散像差的优点，采用非球面镜片后，能够尽可能地消除在成像时出现的像差，从而提升镜头的成像质量。所述车载镜头的光学总长控制在30mm内，视场角可达147°，所述车载镜头拥有大视场角，使其具有较宽的视野范围，采集信息更加充分，因非球面透镜的成本造价高，而在本发明中，通过仅只使用两个非球面透镜，就能满足视场角，畸变，色差的性能要求，减少了镜头的非球面透镜数量，以提供了一种大角度、小型化、温度适应性强的车载镜头。
还需要说明的是，非球面镜片的特点是：从镜片中心到镜片周边，曲率是连续变化的，与从镜片中心到镜片周边具有恒定曲率的球面镜片不同。
具体地，在本实施例中，所述车载镜头的焦距为f，所述第一透镜1的焦距为f1，所述第二透镜2的焦距为f2，所述第三透镜3的焦距为f3，所述第四透镜4的焦距为f4，第五透镜5的焦距为f5，第六透镜6的焦距为f6，所述车载镜头满足下列条件：1.5≤|f1/f|≤2；且7.5≤|f2/f|≤8；且1.5≤|f3/f|≤2；且16.5≤|f4/f|≤17；且5≤|f5/f|≤5.5；且6.5≤|f6/f|≤7。
具体地，在本实施例中，所述车载镜头的焦距为5.1mm。
在一实施例中，所述第一透镜1、所述第二透镜2、所述第三透镜3、所述第四透镜4、所述第五透镜5、所述第六透镜和所述像侧，至少其中一个沿光轴方向可活动设置，从而调节焦距，矫正物体距离变化引起的像面弯曲。
更具体地，在本实施例中，所述第一透镜1的焦距为-9.0mm，所述第二透镜2的焦距为-39.4mm，所述第三透镜3的焦距为10.2mm，所述第四透镜4的焦距为84.65mm，所述第五透镜5的焦距为-27.62mm，所述第六透镜的焦距为34.72mm。
更为具体地，在本实施例中，所述车载镜头满足以下条件：BFL/TTL＞0.1，其中，BFL为所述车载镜头的第六透镜6的像侧面中心至所述车载镜头的像面在所述光轴上的距离，TTL为所述第一透镜1的物侧面的中心至所述光学镜头的像面在所述光轴上的距离。
更为具体地，在本实施例中，所述车载镜头满足以下条件：75≤(FOV×f)/h≤76，其中，FOV为所述车载镜头的最大视场角，f为所述车载镜头的焦距，h为所述车载镜头的最大视场角所对应的像高。
进一步地，为了让光学元器件改善光学系统象质，减少光能损失，增加成像清晰度，保护刻度面，进一步优化加工流程达到设计要求，在本实施例中，所述第四透镜4和所述第五透镜5胶合连接。如此，合理的使用胶合件，合适分配光焦度，结合玻璃材料的热参数，很好的矫正像差及实现高低温无热化的效果，也有效减少色差使之达到可见光波段与近红外波段成像共焦面、同时清晰的效果。
进一步地，所述车载镜头还包括滤光片，所述滤光片设于所述第六透镜7和所述像面之间。光学滤光片是只让某一波段光透过(透射率大)的光学元件，因此，设置滤光片可以吸收人眼看不到的紫外线和少量蓝紫外光，减少雾露，增力口远距离景物的清晰度。另外，它还起到防水、防尘，保护镜头的作用。所述滤光片可有效滤掉非工作波段的杂光，以减小光噪声，为后续的光电模块处理部分减小困难，从而提高成像质量。
如此，通过合理的设计各透镜的光学参数、材质，从而实现所述车载镜头在高温环境中不虚焦，保证解像清晰，系统采用了吸水率极低的玻璃材质同时充分考虑各种镜片材料折射率、阿贝数高低温的变化量匹配面型和空气间隔的变化量，实现了高低温和湿度各要素变化量的正负搭配，保证高低温和不同湿度环境中像面的同步和清晰。
在一具体实施例中，所述第一透镜1、所述第二透镜2、所述第三透镜3、所述第五透镜5、所述第六透镜均具有朝向物侧设置的物侧面和朝向像侧设置的像侧面；所述第一透镜1的物侧面为凸面，像侧面为凹面；所述第二透镜2的物侧面为凹面，像侧面为凸面；所述第三透镜3的物侧面为凸面，像侧面为凸面；所述第四透镜4的物侧面为凸面，像侧面为凸面；所述第五透镜5的物侧面为凹面，像侧面为凸面；所述第六透镜的物侧面为凹面，像侧面为凸面。
进一步地，所述第一透镜1的折射率为Nd1，色散系数为Vd1，其中，1.75≤Nd1≤1.8，45≤Vd1≤50；所述第二透镜2的折射率为Nd2，色散系数为Vd2，其中，1.85≤Nd2≤1.9，40≤Vd2≤45；所述第三透镜3的折射率为Nd3，色散系数为Vd3，其中，1.65≤Nd3≤1.7，50≤Vd3≤55；所述第四透镜4的折射率为Nd4，色散系数为Vd4，其中，1.45≤Nd4≤1.5，81≤Vd4≤85；所述第五透镜5的折射率为Nd5，色散系数为Vd5，其中，1.85≤Nd5≤1.9，25≤Vd5≤30；所述第六透镜的折射率为Nd6，色散系数为Vd6，其中，1.65≤Nd6≤1.7，50≤Vd6≤55。
需要说明的是，在该实施例中，具体地，第一透镜1入光面S1、第一透镜1出光面S2、第二透镜2入光面S3、第二透镜2出光面S4、第三透镜3入光面S5、第三透镜3出光面S6、光阑8面S7、第四透镜4入光面S8、第四透镜4出光面S9、第五透镜5入光面S9、第五透镜5出光面S10、第六透镜入光面S11、第六透镜出光面S12。所述车载光学镜头中的各透镜类型的曲率半径、厚度、及材料的基本参数表如表1所示，其中曲率半径和厚度的单位均为毫米(mm)。
表1所述车载镜头中透镜的非球面系数如下表2所示：
表2
表2为该实施例1中所述车载镜头中透镜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，并非对本发明实施例的限制。
本发明还提供一种车辆，所述车辆包括上述的车载镜头，因所述车辆包括所述车载镜头，该车载镜头的具体结构参照上述实施例，由于本车辆的车载镜头采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
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)

1.一种车载镜头，其特征在于，所述车载镜头具有沿光轴方向呈相对设置的物侧和像侧，所述车载镜头包括由物侧到像侧依次布置的光焦度为负的第一透镜、光焦度为负的第二透镜、光焦度为正的第三透镜、光阑、光焦度为正的第四透镜、光焦度为负的第五透镜、光焦度为正的第六透镜和像面，以使得所述车载镜头的光学总长控制在30mm内，视场角可达147°；
其中，所述第一透镜和所述第六透镜均为非球面透镜。
2.如权利要求1所述的车载镜头，其特征在于，所述车载镜头的焦距为f，所述第一透镜的焦距为f1，所述第二透镜的焦距为f2，所述第三透镜的焦距为f3，所述第四透镜的焦距为f4，第五透镜的焦距为f5，第六透镜的焦距为f6，所述车载镜头满足下列条件：
1.5≤|f1/f|≤2；且7.5≤|f2/f|≤8；且1.5≤|f3/f|≤2；且16.5≤|f4/f|≤17；且5≤|f5/f|≤5.5；且6.5≤|f6/f|≤7。
3.如权利要求2所述的车载镜头，其特征在于，所述车载镜头的焦距为5.1mm。
4.如权利要求3所述的车载镜头，其特征在于，所述第一透镜的焦距为-9.0mm，所述第二透镜的焦距为-39.4mm，所述第三透镜的焦距为10.2mm，所述第四透镜的焦距为84.65mm，所述第五透镜的焦距为-27.62mm，所述第六透镜的焦距为34.72mm。
5.如权利要求1所述的车载镜头，其特征在于，所述车载镜头满足以下条件：BFL/TTL＞0.1，其中，BFL为所述车载镜头的第六透镜的像侧面中心至所述车载镜头的像面在所述光轴上的距离，TTL为所述第一透镜的物侧面的中心至所述光学镜头的像面在所述光轴上的距离；和/或，
所述车载镜头满足以下条件：75≤(FOV×f)/h≤76，其中，FOV为所述车载镜头的最大视场角，f为所述车载镜头的焦距，h为所述车载镜头的最大视场角所对应的像高。
6.如权利要求1至5任意一项所述的车载镜头，其特征在于，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第五透镜、所述第六透镜均具有朝向物侧设置的物侧面和朝向像侧设置的像侧面；
所述第一透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面；
所述第二透镜的物侧面为凹面，像侧面为凸面；
所述第三透镜的物侧面为凸面，像侧面为凸面；
所述第四透镜的物侧面为凸面，像侧面为凸面；
所述第五透镜的物侧面为凹面，像侧面为凸面；
所述第六透镜的物侧面为凹面，像侧面为凸面。
7.如权利要求6所述的车载镜头，其特征在于，所述第一透镜的折射率为Nd1，色散系数为Vd1，其中，1.75≤Nd1≤1.8，45≤Vd1≤50；
所述第二透镜的折射率为Nd2，色散系数为Vd2，其中，1.85≤Nd2≤1.9，40≤Vd2≤45；
所述第三透镜的折射率为Nd3，色散系数为Vd3，其中，1.65≤Nd3≤1.7，50≤Vd3≤55；
所述第四透镜的折射率为Nd4，色散系数为Vd4，其中，1.45≤Nd4≤1.5，81≤Vd4≤85；
所述第五透镜的折射率为Nd5，色散系数为Vd5，其中，1.85≤Nd5≤1.9，25≤Vd5≤30；
所述第六透镜的折射率为Nd6，色散系数为Vd6，其中，1.65≤Nd6≤1.7，50≤Vd6≤55。
8.如权利要求1所述的车载镜头，其特征在于，所述第四透镜和所述第五透镜胶合连接。
9.如权利要求1所述的车载镜头，其特征在于，所述车载镜头的工作F数为1.65。
10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1至9任意一项所述的车载镜头。
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