CN117849999A - 一种七片式4k前视窄角摄像头及其成像方法 - Google Patents

一种七片式4k前视窄角摄像头及其成像方法 Download PDF

Info

Publication number
CN117849999A
CN117849999A CN202311584699.6A CN202311584699A CN117849999A CN 117849999 A CN117849999 A CN 117849999A CN 202311584699 A CN202311584699 A CN 202311584699A CN 117849999 A CN117849999 A CN 117849999A
Authority
CN
China
Prior art keywords
lens
equal
optical system
angle camera
less
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202311584699.6A
Other languages
English (en)
Inventor
薛政云
林清华
郑新
谢振锋
林文斌
罗杰
何文波
黄灯辉
江伟
刘官禄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujian Forecam Tiantong Optics Co Ltd
Original Assignee
Fujian Forecam Tiantong Optics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujian Forecam Tiantong Optics Co Ltd filed Critical Fujian Forecam Tiantong Optics Co Ltd
Priority to CN202311584699.6A priority Critical patent/CN117849999A/zh
Publication of CN117849999A publication Critical patent/CN117849999A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/18—Optical objectives specially designed for the purposes specified below with lenses having one or more non-spherical faces, e.g. for reducing geometrical aberration
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0015—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
    • G02B13/002—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface
    • G02B13/0045—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface having five or more lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0055—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras employing a special optical element
    • G02B13/006—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras employing a special optical element at least one element being a compound optical element, e.g. cemented elements

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

本发明涉及一种七片式4K前视窄角摄像头及其成像方法，所述摄像头的光学系统具有光焦度的透镜沿光路入射方向依次为第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜以及第七透镜，第三透镜和第四透镜之间设置有光阑；第一透镜为双凹负透镜；第二透镜为双凸正透镜；第三透镜为双凸正透镜；第四透镜为双凸正透镜；第五透镜为双凹负透镜；第六透镜为弯月正透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第七透镜为弯月负透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凸面；所有透镜由玻璃材料制成，其中第六、第七透镜为非球面透镜，第四透镜和第五透镜密接构成胶合透镜组。

Description

一种七片式4K前视窄角摄像头及其成像方法
技术领域
本发明涉及镜头领域，特别是一种七片式4K前视窄角摄像头及其成像方法。
背景技术
目前车上搭载的车载摄像头根据安装位置主要分为为前视摄像头、环视摄像头、后视摄像头、侧视摄像头以及内置摄像头五种类别。前视摄像头：主要安装在前挡风玻璃上，用于实现行车的视觉感知及识别功能，根据功能又可以分为前视主摄像头、前视窄角摄像头和前视广角摄像头。前视窄角摄像头：该摄像头的主要作用是进行红绿灯、行人等目标的识别，一般选用窄角镜头，可选择30°~40°左右的镜头。在此基础上，市场追求着更高的像素密度和更远的检测距离，以提高行车的视觉感知及识别的精度与适用范围。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种七片式4K前视窄角摄像头及其成像方法，在实现4K清晰成像的同时，具有较小的外形尺寸。
本发明采用以下方案实现：一种七片式4K前视窄角摄像头，所述摄像头的光学系统具有光焦度的透镜沿光路入射方向依次为第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜以及第七透镜，第三透镜和第四透镜之间设置有光阑；第一透镜为双凹负透镜；第二透镜为双凸正透镜；第三透镜为双凸正透镜；第四透镜为双凸正透镜；第五透镜为双凹负透镜；第六透镜为弯月正透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第七透镜为弯月负透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凸面；所有透镜由玻璃材料制成，其中第六、第七透镜为非球面透镜，第四透镜和第五透镜密接构成胶合透镜组。
进一步的，光学系统的焦距为f，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f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7，其中f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7与f满足以下比例：-1.0<f1/f<0.0，1.0<f2/f<2.0，1.0<f3/f<2.0，0.0<f4/f<1.0，-1.0<f5/f<0.0，1.0<f6/f<2.0，-2.0<f7/f<-1.0。
进一步的，第一透镜满足关系式：1.7≤Nd≤2.0，Vd≤50.0；第二透镜满足关系式：1.7≤Nd≤2.0，Vd≤50.0；第三透镜满足关系式：1.5≤Nd≤1.8，Vd≥50.0；第四透镜满足关系式：1.5≤Nd≤1.8，Vd≥50.0；第五透镜满足关系式：1.7≤Nd≤2.0，Vd≤50.0；第六透镜满足关系式：1.5≤Nd≤1.8，Vd≤50.0；第七透镜满足关系式：1.5≤Nd≤1.8，Vd≤50.0；其中Nd为折射率，Vd为阿贝常数。
进一步的，第一透镜与第二透镜之间的空气间隔为1.5~2.0mm；第二透镜与第三透镜的空气间隔为0.1~0.5mm；第三透镜与光阑的空气间隔为0.1~0.5mm；光阑与第四透镜的空气间隔为0.1~0.5mm；第四透镜与第五透镜为胶合透镜组，空气间隔为0mm；第五透镜与第六透镜的空气间隔为3.5~4.0mm；第六透镜与第七透镜的空气间隔为2.5~3.0mm。
进一步的，光学系统的光学总长度TTL与光学系统的焦距f之间满足：TTL/f≤2.0。
进一步的，光学系统的F数≤1.5。
进一步的，光学系统的像高H与光学系统的焦距f之间满足：H/f≤1.0。
进一步的，所述第七透镜的后侧设置有滤光片。
本发明另一技术方案：一种如上所述七片式4K前视窄角摄像头的成像方法，光线依次经第一透镜、第二透镜、第三透镜、光阑、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜和滤光片后成像。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、该镜头对物体的成像角度大于30度，同时具有4K的成像清晰度、大的通光口径、较低的公差敏感度和较好的高低温稳定性等优点同时，能够更加全面地对车前及远处景象进行监控；
2、通过合理的搭配各光学透镜，使得系统结构紧凑合理，易于装配，公差敏感度低，更适合大规模高良率生产；
3、采用全玻璃结构，具有较高的稳定性，能够在高温和低温时对焦面位移做出较好的补偿，具备复杂环境适应性；
4、校正了各轴向色差、垂轴色差以及高阶色差，保证成像系统在大角度时也能具有较高的成像质量。
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是本发明的光学系统结构示意图；
图2是本发明的全工作波段轴向色差图；
图3是本发明的全工作波段垂轴色差图；
图4是本发明的全工作波段场曲畸变图；
图中：STO-光阑；L1-第一透镜；L2-第二透镜；L3-第三透镜；L4-第四透镜；L5-第五透镜；L6-第六透镜；L7-第七透镜；L8-滤光片；L9-等效玻璃平板；IMA-成像面。
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，一种七片式4K前视窄角摄像头，所述摄像头的光学系统具有光焦度的透镜沿光路入射方向依次为第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜以及第七透镜，第三透镜和第四透镜之间设置有光阑；在不考虑非球面系数造成的反曲的情况下，第一透镜为双凹负透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凹面；第二透镜为双凸正透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；第三透镜为双凸正透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；第四透镜为双凸正透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；第五透镜为双凹负透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凹面；第六透镜为弯月正透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第七透镜为弯月负透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凸面；所有透镜由玻璃材料制成，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜均为玻璃球面透镜，其中第六、第七透镜为非球面透镜，第四透镜和第五透镜密接构成胶合透镜组。
第四透镜、第五透镜组成消色差双胶合透镜，合理的透镜搭配，使得光学系统实现小体积、4K、大孔径、日夜共焦、低温飘设计，同时对轴上、轴外像差进行了良好的校正，具有较好的成像质量，如图2至图4所示。
在本实施例中，光学系统的焦距为f，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f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7，其中f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7与f满足以下比例：-1.0<f1/f<0.0，1.0<f2/f<2.0，1.0<f3/f<2.0，0.0<f4/f<1.0，-1.0<f5/f<0.0，1.0<f6/f<2.0，-2.0<f7/f<-1.0。
在本实施例中，第一透镜满足关系式：1.7≤Nd≤2.0，Vd≤50.0；第二透镜满足关系式：1.7≤Nd≤2.0，Vd≤50.0；第三透镜满足关系式：1.5≤Nd≤1.8，Vd≥50.0；第四透镜满足关系式：1.5≤Nd≤1.8，Vd≥50.0；第五透镜满足关系式：1.7≤Nd≤2.0，Vd≤50.0；第六透镜满足关系式：1.5≤Nd≤1.8，Vd≤50.0；第七透镜满足关系式：1.5≤Nd≤1.8，Vd≤50.0；其中Nd为折射率，Vd为阿贝常数。
在本实施例中，第一透镜与第二透镜之间的空气间隔为1.5~2.0mm；第二透镜与第三透镜的空气间隔为0.1~0.5mm；第三透镜与光阑的空气间隔为0.1~0.5mm；光阑与第四透镜的空气间隔为0.1~0.5mm；第四透镜与第五透镜为胶合透镜组，空气间隔为0mm；第五透镜与第六透镜的空气间隔为3.5~4.0mm；第六透镜与第七透镜的空气间隔为2.5~3.0mm。
在本实施例中，第六以及第七透镜均为非球面透镜。非球面曲线方程表达式为：
其中，Z为非球面沿光轴方向在高度为r的位置时，距非球面顶点的距离矢高；c为非球面的近轴曲率；k为圆锥常数；、/>、/>、/>、/>、/>、/>、/>均为高次项系数。
本实施例的光学系统的各非球面透镜的非球面系数如下表：
在本实施例中，光学系统的光学总长度TTL与光学系统的焦距f之间满足：TTL/f≤2.0。
在本实施例中，光学系统的F数≤1.5。
在本实施例中，光学系统的像高H与光学系统的焦距f之间满足：H/f≤1.0。
在本实施例中，所述第七透镜的后侧设置有滤光片。
本实施例光学系统实现的技术指标如下：
（1）焦距：14.0≤EFFL≤15.0mm；
（2）光圈F≤1.5；
（3）视场角：2w≥30°；
（4）工作波段：可见光波段。
为实现上述设计参数，本实施例光学系统所采用的具体设计见下表：
本实施例光学系统通过合理分配各透镜的光焦度、面型、各透镜的中心厚度以及各透镜之间的轴上距离等，在满足镜头4K成像性能要求的同时，缩小镜头的总长已经各镜片的径向尺寸，做到镜头组小型化。
该摄像头的机械结构部分（即镜筒结构）属于常规的现有技术，在此不对其做具体阐述。
一种如上所述七片式4K前视窄角摄像头的成像方法，光线依次经第一透镜、第二透镜、第三透镜、光阑、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜和滤光片后成像。
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 (9)

1.一种七片式4K前视窄角摄像头，其特征在于：所述摄像头的光学系统具有光焦度的透镜沿光路入射方向依次为第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜以及第七透镜，第三透镜和第四透镜之间设置有光阑；第一透镜为双凹负透镜；第二透镜为双凸正透镜；第三透镜为双凸正透镜；第四透镜为双凸正透镜；第五透镜为双凹负透镜；第六透镜为弯月正透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第七透镜为弯月负透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凸面；所有透镜由玻璃材料制成，其中第六、第七透镜为非球面透镜，第四透镜和第五透镜密接构成胶合透镜组。
2.根据权利要求1所述的七片式4K前视窄角摄像头，其特征在于：光学系统的焦距为f，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f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7，其中f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7与f满足以下比例：-1.0< f1/f<0.0，1.0< f2/f<2.0，1.0< f3/f<2.0，0.0< f4/f<1.0，-1.0< f5/f<0.0，1.0< f6/f<2.0，-2.0< f7/f<-1.0。
3.根据权利要求1所述的七片式4K前视窄角摄像头，其特征在于：第一透镜满足关系式：1.7≤Nd≤2.0，Vd≤50.0；第二透镜满足关系式：1.7≤Nd≤2.0，Vd≤50.0；第三透镜满足关系式：1.5≤Nd≤1.8，Vd≥50.0；第四透镜满足关系式：1.5≤Nd≤1.8，Vd≥50.0；第五透镜满足关系式：1.7≤Nd≤2.0，Vd≤50.0；第六透镜满足关系式：1.5≤Nd≤1.8，Vd≤50.0；第七透镜满足关系式：1.5≤Nd≤1.8，Vd≤50.0；其中Nd为折射率，Vd为阿贝常数。
4.根据权利要求1所述的七片式4K前视窄角摄像头，其特征在于：第一透镜与第二透镜之间的空气间隔为1.5~2.0mm；第二透镜与第三透镜的空气间隔为0.1~0.5mm；第三透镜与光阑的空气间隔为0.1~0.5mm；光阑与第四透镜的空气间隔为0.1~0.5mm；第四透镜与第五透镜为胶合透镜组，空气间隔为0mm；第五透镜与第六透镜的空气间隔为3.5~4.0mm；第六透镜与第七透镜的空气间隔为2.5~3.0mm。
5.根据权利要求1所述的七片式4K前视窄角摄像头，其特征在于：光学系统的光学总长度TTL与光学系统的焦距f之间满足：TTL/f≤2.0。
6.根据权利要求1所述的七片式4K前视窄角摄像头，其特征在于：光学系统的F数≤1.5。
7.根据权利要求1所述的七片式4K前视窄角摄像头，其特征在于：光学系统的像高H与光学系统的焦距f之间满足：H/f≤1.0。
8.根据权利要求1所述的七片式4K前视窄角摄像头，其特征在于：所述第七透镜的后侧设置有滤光片。
9.一种如权利要求8所述七片式4K前视窄角摄像头的成像方法，其特征在于：光线依次经第一透镜、第二透镜、第三透镜、光阑、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜和滤光片后成像。
CN202311584699.6A 2023-11-27 2023-11-27 一种七片式4k前视窄角摄像头及其成像方法 Pending CN117849999A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311584699.6A CN117849999A (zh) 2023-11-27 2023-11-27 一种七片式4k前视窄角摄像头及其成像方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311584699.6A CN117849999A (zh) 2023-11-27 2023-11-27 一种七片式4k前视窄角摄像头及其成像方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117849999A true CN117849999A (zh) 2024-04-09

Family

ID=90538999

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202311584699.6A Pending CN117849999A (zh) 2023-11-27 2023-11-27 一种七片式4k前视窄角摄像头及其成像方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN117849999A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112285884B (zh) 1.14mm超广角光学系统及其成像方法
CN112285883B (zh) 一种超广角光学系统及其成像方法
CN113031212A (zh) 一种4k像素行车记录仪光学系统及其成像方法
CN115616737B (zh) 大孔径高清光学镜头
CN221841262U (zh) 一种七片式4k前视窄角光学系统
CN221281314U (zh) 一种六片式4k前视窄角摄像头
CN221281311U (zh) 一种六片式4k前视窄角光学系统
CN114355560A (zh) 一种高清光学镜头
CN114047599A (zh) 大孔径高清光学镜头
CN117849999A (zh) 一种七片式4k前视窄角摄像头及其成像方法
CN117850000A (zh) 一种七片式4k前视窄角光学系统及其成像方法
CN117849998A (zh) 一种六片式4k前视窄角摄像头及其成像方法
CN117741911A (zh) 一种六片式4k前视窄角光学系统及其成像方法
CN221507223U (zh) 一种适用于车载双目摄像模组的前视镜头
CN221281310U (zh) 一种前视窄角摄像头
CN220933265U (zh) 适用于行车记录仪的小体积前视摄像镜头
CN118818715A (zh) 一种3m五片式前视主摄像头及其成像方法
CN221079040U (zh) 一种8m车载前视主摄像头
CN118625495A (zh) 一种适用车载前视摄像的8m前视主摄像头及其成像方法
CN118348659A (zh) 一种超广角8m前视主摄像头及其成像方法
CN221079041U (zh) 一种3m红外dms光学镜头
CN221281315U (zh) 一种三片式小体积dms光学镜头
CN118732221A (zh) 一种超广角8m前视光学系统及其成像方法
CN118604987A (zh) 适用于前双目摄像头模组的广角光学系统及其工作方法
CN117518409A (zh) 一种前视窄角摄像头及其成像方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination