CN117970612A - 一种环视镜头、摄像装置及具有其的驾驶工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光学领域，公开了一种环视镜头、摄像装置及具有其的驾驶工具，环视镜头中具有由物侧到像侧的依次排列的第一透镜至第七透镜，第一透镜和第二透镜均具有负光焦度，两者物侧光轴位置呈凸面结构、像侧光轴位置呈凹面结构；第三透镜的物侧光轴和像侧光轴位置均呈凹面结构；第四透镜、第五透镜和第七透镜均具有正光焦度，三者物侧光轴位置和像侧光轴位置均呈凸面结构；第六透镜具有负光焦度，其像侧光轴位置呈凹面结构。本发明提供的环视镜头的视场角可达到198°以上，且保持较高的相对照度；在‑40℃、+125℃温度环境下离焦量均控制在8μm以内。

Description

一种环视镜头、摄像装置及具有其的驾驶工具

技术领域

本发明涉及光学镜头领域，尤其涉及一种环视镜头、摄像装置及具有其的驾驶工具。

背景技术

环视镜头是一种可以捕捉到大于或等于180度视场的特殊摄像头镜头，将环视镜头应用在车辆上，可以捕捉广阔场景，为驾驶员提供了全面的视觉体验，避免与障碍物或其它行驶车辆碰撞，提高行车安全系数。

目前的环视车载镜头耐温性差、靶面小、视场角未达到极限、照度低、解像力差，不仅影响用户视觉感观，还增加了后期芯片算法开发的复杂度。

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采用七片透镜的耐温性好、视场角大、照度高、解像力好的环视镜头。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种环视镜头，所述镜头中具有光焦度的透镜数量为七片，其为由物侧到像侧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、第六透镜和第七透镜，其中：

所述第一透镜具有负光焦度，其物侧光轴位置呈凸面结构，其像侧光轴位置呈凹面结构；

所述第二透镜具有负光焦度，其物侧光轴位置呈凸面结构，其像侧光轴位置呈凹面结构；

所述第三透镜具有负光焦度，其物侧光轴位置和像侧光轴位置均呈凹面结构；

所述第四透镜具有正光焦度，其物侧光轴位置和像侧光轴位置均呈凸面结构；

所述第五透镜具有正光焦度，其物侧光轴位置和像侧光轴位置均呈凸面结构；

所述第六透镜具有负光焦度，其像侧光轴位置呈凹面结构；

所述第七透镜具有正光焦度，其物侧光轴位置和像侧光轴位置均呈凸面结构。

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，所述第五透镜为非胶合的独立透镜，所述第五透镜为七片透镜中折射率温度系数最大的透镜，其折射率温度系数介于﹣9.3×10^-6/℃至-6.2×10^-6/℃。

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、第六透镜和第七透镜均为玻璃材质的透镜。

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，在具有正光焦度的透镜中，光焦度由大到小依次为所述第七透镜、第四透镜和第五透镜；

和/或，在具有负光焦度的透镜中，负光焦度值的绝对值最大的为所述第六透镜，负光焦度值的绝对值最小的为所述第一透镜。

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，所述透镜的焦距满足以下条件：-8.2≤f ₁ /f≤-3.5，-3.45≤f ₂ /f≤-2.01，-3.85≤f ₃ /f≤-1.95，-2.45≤f ₆ /f≤-1.65，其中，f ₁为第一透镜的焦距，f ₂为第二透镜的焦距，f ₃为第三透镜的焦距，f ₆为第六透镜的焦距，f为镜头的整组焦距；

和/或，1.65≤f ₄ /f≤3.35，2.45≤f ₅ /f≤3.85，1.75≤f ₇ /f≤2.45，其中，f ₄为第四透镜的焦距，f ₅为第五透镜的焦距，f ₇为第七透镜的焦距，f为镜头的整组焦距。

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，所述第一透镜和/或第四透镜的折射率介于0.85至2.05，所述第一透镜和/或第四透镜的阿贝常数介于27.2至40；

和/或，所述第五透镜的折射率介于1.45至1.63，其阿贝常数介于75至83，其他透镜的阿贝常数不超过65。

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，所述镜头满足：

1.45mm≤f ≤1.85mm，且195°≤Fov≤205°，其中，f为镜头的整组焦距，Fov为镜头的最大视场角；

或者，2.05≤bfl/ f≤2.42，其中，bfl为所述第七透镜的像侧面至所述镜头的成像表面的最近距离，f为镜头的整组焦距；

或者，12.45≤TTL/f≤13.3，其中TTL为第一透镜的物侧面顶点到所述镜头的成像表面在光轴上的距离，f为镜头的整组焦距。

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，所述镜头满足：

13.5≤2×D ₁≤14.96，其中，2×D ₁为所述第一透镜的有效径；

或者，8.15≤2×D ₁/f≤9.35，其中，2×D ₁为所述第一透镜的有效径，f为镜头的整组焦距；

或者，0.6≤Fov/(2×D ₁)/TTL≤0.76，其中，Fov为镜头的最大视场角，2×D ₁为所述第一透镜的有效径，TTL为第一透镜的物侧面顶点到成像表面在光轴上的距离。

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，所述镜头满足：

33≤Fov/Y _m≤16.5，其中，Fov为镜头的最大视场角，Y _m为最大视场角对应的像高；

或者，1.55≤Y ₁×180/pi≤1.65，其中，Y ₁为半视场角为1°时对应的镜头像高，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，本发明提供的环视镜头还包括光阑，其设置在所述第五透镜的物侧或像侧，所述光阑至所述第五透镜的光轴距离介于0至0.15mm。

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，所述第五透镜为玻璃材质的透镜，所述第五透镜为七片透镜中唯一的非球面镜。

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，所述第一透镜的中心厚度介于0.9至1.4mm，所述第二透镜的中心厚度介于0.6至0.8mm，所述第三透镜的中心厚度介于0.48至1.75mm，所述第四透镜的中心厚度介于1.3至2.26mm，所述第五透镜的中心厚度介于2.4至2.7mm，所述第六透镜的中心厚度介于0.48至0.78mm，所述第七透镜的中心厚度介于2.35至3.25mm。

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，所述第一透镜像面至第二透镜物面的光轴距离介于2.1至2.6mm，所述第二透镜像面至第三透镜物面的光轴距离介于2.58至3.85mm，所述第三透镜像面至第四透镜物面的光轴距离介于0至0.1mm，所述第四透镜像面至第五透镜物面的光轴距离介于0.1至1.35mm，所述第五透镜像面至第六透镜物面的光轴距离介于0.1至0.6mm，所述第六透镜像面至第七透镜物面的光轴距离介于0至0.1mm。

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，所述第六透镜与第七透镜组成胶合透镜。

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，所述第三透镜与第四透镜组成胶合透镜。

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，所述第六透镜的物侧光轴位置呈凸面结构、凹面结构或平面结构。

根据本发明的另一方面，本发明提供了一种摄像装置，包括电子感光元件及如上所述的环视镜头。

根据本发明的再一方面，本发明提供了一种驾驶工具，包括如上所述的摄像装置，所述驾驶工具为车辆、船舶、载人飞机或无人机。

本发明提供的技术方案带来的有益效果如下：

a. 水平视场角可达到198°以上，甚至达到203°，同时兼顾镜头整组焦距达到1.6以上，可满足300万像素成像要求；

b. -40℃温度环境下离焦量幅值控制在5μm之内，+125℃温度环境下离焦量幅值控制在8μm之内，确保在极限温度环境下也能保持画面清晰；

c. 镜头在大视角下依然拥有较高的相对照度，进光量充足，保证了镜头即使在较昏暗环境下使用，实拍画面边缘也不会有暗角。

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为本发明的第一个示例性实施例提供的镜头的透镜布置示意图；

图2为本发明的第一个示例性实施例提供的镜头在-40℃环境下的温度分析曲线；

图3为本发明的第一个示例性实施例提供的镜头在25℃环境下的温度分析曲线；

图4为本发明的第一个示例性实施例提供的镜头在125℃环境下的温度分析曲线；

图5为本发明的第一个示例性实施例提供的镜头分辨率为100LP/mm时在Y视场下的OTF模量曲线；

图6为本发明的第一个示例性实施例提供的镜头在Y视场下相对照度曲线；

图7为本发明的第二个示例性实施例提供的镜头的透镜布置示意图；

图8为本发明的第二个示例性实施例提供的镜头在-40℃环境下的温度分析曲线；

图9为本发明的第二个示例性实施例提供的镜头在25℃环境下的温度分析曲线；

图10为本发明的第二个示例性实施例提供的镜头在125℃环境下的温度分析曲线；

图11为本发明的第二个示例性实施例提供的镜头分辨率为100LP/mm时在Y视场下的OTF模量曲线；

图12为本发明的第二个示例性实施例提供的镜头在Y视场下相对照度曲线；

图13为本发明的第三个示例性实施例提供的镜头的透镜布置示意图；

图14为本发明的第三个示例性实施例提供的镜头在-40℃环境下的温度分析曲线；

图15为本发明的第三个示例性实施例提供的镜头在25℃环境下的温度分析曲线；

图16为本发明的第三个示例性实施例提供的镜头在125℃环境下的温度分析曲线；

图17为本发明的第三个示例性实施例提供的镜头分辨率为100LP/mm时在Y视场下的OTF模量曲线；

图18为本发明的第三个示例性实施例提供的镜头在Y视场下相对照度曲线。

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。

参见图1、图7和图13，其分别为三个实施例的镜头透镜布置图，其中符号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，L7表示第七透镜，L8表示光阑，L9表示IR滤光片，L10表示成像表面；透镜L1至L7从物方到成像表面L10的方向依次排列，光阑L8设置在第四透镜L4的物侧方，IR滤光片L9设置在第七透镜L7与成像表面L10之间。

图1、图7、图13中符号S1表示第一透镜L1的物面，S2表示第一透镜L1的像面，S3表示第二透镜L2的物面，S4表示第二透镜L2的像面，S5表示第三透镜L3的物面，S6表示第四透镜L4的物面，S7表示第四透镜L4的像面，S8表示第五透镜L5的物面，S9表示第五透镜L5的像面，S10表示光阑L8的表面，S11表示第六透镜L6的物面，S12表示第七透镜L7的物面，S13表示第七透镜L7的像面，S14表示IR滤光片L9的物面，S15表示IR滤光片L9的像面，S16表示成像表面L10的所在表面。

在本发明的以下实施例中的光学参数包括：Fov表示镜头的最大视场角，Y _m 表示对应Fov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L1的物侧面顶点至成像表面在光轴上的距离，2×D ₁表示第一透镜L1的有效径，f ₁表示第一透镜L1的焦距，f ₂表示第二透镜L2的焦距，f ₃表示第三透镜L3的焦距，f ₄表示第四透镜L4的焦距，f ₅表示第五透镜L5的焦距，f ₆表示第六透镜L6的焦距，f ₇表示第七透镜L7的焦距，f表示镜头的整组焦距，bfl表示镜头后焦距（即所述第七透镜L7的像侧面至所述光学镜头的成像表面的最近距离），pi表示圆周率。

第一实施例

表1、表2、表3、表4示出了根据本发明的光学镜头的第一数值实施例，结合图1至图6来理解第一实施例，图1具体示出镜头的透镜布置如下：

镜头中具有光焦度的透镜数量为七片，其为由物侧到像侧的方向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、第五透镜L5、第六透镜L6和第七透镜L7，各个透镜的光焦度和凹凸面特征如下：

第一透镜L1具有负光焦度，其物侧光轴位置呈凸面结构，其像侧光轴位置呈凹面结构；

第二透镜L2具有负光焦度，其物侧光轴位置呈凸面结构，其像侧光轴位置呈凹面结构；

第三透镜L3具有负光焦度，其物侧光轴位置和像侧光轴位置均呈凹面结构；

第四透镜L4具有正光焦度，其物侧光轴位置和像侧光轴位置均呈凸面结构；

第五透镜L5具有正光焦度，其物侧光轴位置和像侧光轴位置均呈凸面结构；

第六透镜L6具有负光焦度，其物侧光轴位置呈凸面结构，其像侧光轴位置呈凹面结构；

第七透镜L7具有正光焦度，其物侧光轴位置和像侧光轴位置均呈凸面结构。

本实施例采用全玻结构，即第一透镜L1至第七透镜L7均采用玻璃材质制成。第五透镜L5为非胶合的独立透镜，所述第五透镜为七片透镜中折射率温度系数最大的透镜，其折射率温度系数介于﹣9.3×10^-6/℃至-6.2×10^-6/℃，在一个具体的数值实施例中，第五透镜L5的折射率温度系数为﹣8.5×10^-6/℃，具有较强的矫正温漂的效果。

第一透镜L1和/或第四透镜L4的折射率介于0.85至2.05，第一透镜L1和/或第四透镜L4的阿贝常数介于27.2至40；

第五透镜L5的折射率介于1.45至1.63，其阿贝常数介于75至83，其他透镜的阿贝常数不超过65。

本实施例中光阑设置在第五透镜的像侧，所述光阑至所述第五透镜的光轴距离介于0至0.15mm。

第一透镜的中心厚度介于0.9至1.4mm，所述第二透镜的中心厚度介于0.6至0.8mm，所述第三透镜的中心厚度介于0.48至1.75mm，所述第四透镜的中心厚度介于1.3至2.26mm，所述第五透镜的中心厚度介于2.4至2.7mm，所述第六透镜的中心厚度介于0.48至0.78mm，所述第七透镜的中心厚度介于2.35至3.25mm。

所述第一透镜像面至第二透镜物面的光轴距离介于2.1至2.6mm，所述第二透镜像面至第三透镜物面的光轴距离介于2.58至3.85mm，所述第三透镜像面至第四透镜物面的光轴距离介于0至0.1mm，所述第四透镜像面至第五透镜物面的光轴距离介于0.1至1.35mm，所述第五透镜像面至第六透镜物面的光轴距离介于0.1至0.6mm，所述第六透镜像面至第七透镜物面的光轴距离介于0至0.1mm。

在一个具体的数值实施例中，各个透镜、光阑、IR滤光片的光学参数参见表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。

本实施例中所述第六透镜与第七透镜可组成消色差的胶合透镜，所述第三透镜与第四透镜组成消色差的胶合透镜。两个双胶合透镜组减少镜片反射面数量，降低镜头敏感度。

第五透镜L5为七片透镜中唯一的非球面镜，其面形描述公式为：

Z(r)=(cr ² )/{1+[1-(k+1)(c ² r ² )]^1/2}+A ₄ r ⁴ +A ₆ r ⁶ +A ₈ r ⁸ +A ₁₀ r ¹⁰ +A ₁₂ r ¹² +A ₁₄ r ¹⁴ +A ₁₆ r ¹⁶ + A ₁₈ r ¹⁸ +A ₂₀ r ²⁰ ，其中，r是非球面曲线上的点与光轴的垂直距离，Z(r)是非球面深度(非球面上距离光轴为r的点，与相切于非球面光轴上顶点的切面两者间的垂直距离)；c为光学面中心处的曲率，k为镜面圆锥系数，A ₄ 、A ₆ 、A ₈ 、A ₁₀ 、A ₁₂ 、A ₁₄ 、A ₁₆ 、A ₁₈ 、A ₂₀为高次非球面系数。

第五透镜L5的非球面的面形公式中的非球面参数参见表2：

此外，其他高次非球面系数A ₁₆ 、A ₁₈ 、A ₂₀为零。

在具有正光焦度的透镜中，光焦度由大到小依次为所述第七透镜、第四透镜和第五透镜；在具有负光焦度的透镜中，负光焦度值的绝对值最大的为所述第六透镜，负光焦度值的绝对值最小的为所述第一透镜。

所述透镜的焦距满足以下条件：-8.2≤f ₁ /f≤-3.5，-3.45≤f ₂ /f≤-2.01，-3.85≤f ₃ /f≤-1.95，1.65≤f ₄ /f≤3.35，2.45≤f ₅ /f≤3.85，-2.45≤f ₆ /f≤-1.65，1.75≤f ₇ /f≤2.45；

进一步还满足：-8.2≤f ₁ /f≤-6.5，-2.96≤f ₂ /f≤-2.01，-3.85≤f ₃ /f≤-2.55，2.15≤f ₄ /f≤3.35，2.45≤f ₅ /f≤3.15，-2.45≤f ₆ /f≤-1.95，2≤f ₇ /f≤2.45，在一个具体的数值实施例中，镜头的透镜焦距、正负光焦度数据参见表3：

本实施例的所述镜头满足：

1.45mm≤f ≤1.85mm，且195°≤Fov≤205°，2.05≤bfl/ f≤2.42，12.45≤TTL/f≤13.3，13.5≤2×D ₁≤14.96，8.15≤2×D ₁/f≤9.35，0.6≤Fov/(2×D ₁)/TTL≤0.76，33≤Fov/Y _m≤16.5，1.55≤Y ₁×180/pi≤1.65；

本实施例的镜头的其他光学信息参见表4：

本实施例中采用四舍五入法取计算值。

本实施例中第一透镜为弯月形，有利于收集光线、减小畸变、提高成像质量；第二透镜具有负光焦度，像侧面为凹面有利于承接折转光线更平顺、减小像差、降低镜头敏感度，同时也利于减小镜头口径；第五透镜为正光焦度的非球面，有利于减小轴外像差；第三透镜与第四透镜为双胶合透镜组，第六透镜与第七透镜为双胶合透镜组，有利于矫正色差、提高成像质量、减少鬼影反射面、降低装配敏感度以及提高像面尺寸。光阑设置在第六透镜之前，有利于进一步减小镜头口径。

图2、图3、图4分别为本实施例镜头在-40℃、25℃、125℃温度环境下可见光的温度分析曲线，可以看出在-40℃温度环境下，镜头的离焦量（TS 0.00(deg)对应的曲线的峰值对应的横坐标偏离零点的量）约为-5μm；在25℃温度环境下，镜头的离焦量约为0μm；在125℃温度环境下，镜头的离焦量约为7.7μm。-40℃～125℃的温度环境下，可见光435nm～656nm范围对应的离焦量幅值小于8μm，这样小的离焦量保证了镜头在高温+125℃和低温-40℃都可以拍摄高清画面。

本实施例的镜头可达到300万像素，图5为镜头分辨率为100LP/mm时在Y视场下的OTF模量曲线，图5中S1线条表示弧矢场曲，T1线条表示子午场曲，基于100LP/mm的镜头分辨率，Y视场角为40°对应的OTF模量达到70%以上，Y视场角为20°对应的OTF模量达到80%以上，Y视场角为70°对应的OTF模量达到60%以上，对于环视镜头，表明其能够清晰成像；图6示出了本实施例中的环视镜头的相对照度图，其中相对照度图的纵坐标是照度值，横坐标是Y视场角（即半视场角），镜头的相对照度图反映镜头的画面照度均匀程度，该具体实施例中的光学镜头，Y视场角约63°时的相对照度约0.8，Y视场角约80°时的相对照度约0.7，Y视场角95°时的相对照度约0.61，反映出该镜头拥有较高的相对照度，进光量充足，保证了镜头即使在较昏暗环境下使用，实拍画面边缘也不会有暗角。

第二实施例

表5、表6和表7示出了根据本发明的光学镜头的第二数值实施例，结合图7至图12来理解第二实施例，图7示出本实施例镜头的透镜布置（七个透镜的光焦度和物面/像面凹凸状）如第一实施例，不再赘述。

本实施例的各个透镜、光阑、保护玻璃的光学参数参见表5：

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。

第一透镜L1至第七透镜L7均采用玻璃材质，构成全玻镜头，其中，第五透镜L5的折射率温度系数为﹣8.2×10^-6/℃，具有较强的矫正温漂的效果。

本实施例中透镜的焦距满足以下条件：-4.6≤f ₁ /f≤-3.5，-3.45≤f ₂ /f≤-2.35，-2.95≤f ₃ /f≤-1.95，1.65≤f ₄ /f≤2.5，2.86≤f ₅ /f≤3.85，-2.2≤f ₆ /f≤-1.65，1.75≤f ₇ /f≤2.25；在一个具体的数值实施例中，镜头的透镜焦距、正负光焦度数据参见表6：

本实施例的镜头的其他光学信息参见表7：

本实施例中采用四舍五入法取计算值。

本实施例中第一透镜为弯月形，有利于收集光线、减小畸变、提高成像质量；第二透镜具有负光焦度，像侧面为凹面有利于承接折转光线更平顺、减小像差、降低镜头敏感度，同时也利于减小镜头口径；第五透镜为正光焦度的非球面或球面，有利于减小轴外像差，相比于球面结构，第五透镜若设置为非球面将更有利于减小球差；第三透镜与第四透镜为双胶合透镜组，第六透镜与第七透镜为双胶合透镜组，有利于矫正色差、提高成像质量、减少鬼影反射面、降低装配敏感度以及提高像面尺寸。光阑设置在第六透镜之前，有利于进一步减小镜头口径。

图8、图9、图10分别为本实施例镜头在-40℃、25℃、125℃温度环境下可见光的温度分析曲线，可以看出在-40℃温度环境下，镜头的离焦量（TS 0.00(deg)对应的曲线的峰值对应的横坐标偏离零点的量）约为-2.7μm；在25℃温度环境下，镜头的离焦量约为0μm；在125℃温度环境下，镜头的离焦量约为5.9μm。-40℃～125℃的温度环境下，可见光435nm～656nm范围对应的离焦量幅值小于6μm，这样小的离焦量保证了镜头在高温+125℃和低温-40℃都可以拍摄高清画面。

本实施例的镜头可达到300万像素，图11为镜头分辨率为100LP/mm时在Y视场下的OTF模量曲线，图11中S1线条表示弧矢场曲，T1线条表示子午场曲，基于100LP/mm的镜头分辨率，Y视场角为24°对应的OTF模量达到70%以上，Y视场角为20°对应的OTF模量达到72%以上，Y视场角为70°对应的OTF模量达到56%以上，对于环视镜头，表明其能够清晰成像；图12示出了本实施例中的环视镜头的相对照度图，其中相对照度图的纵坐标是照度值，横坐标是Y视场角（即半视场角），镜头的相对照度图反映镜头的画面照度均匀程度，该具体实施例中的光学镜头，Y视场角约43°时的相对照度约0.8，Y视场角约80°时的相对照度约0.56，Y视场角95°时的相对照度约0.42，反映出该镜头拥有较高的相对照度，进光量充足，保证了镜头即使在较昏暗环境下使用，实拍画面边缘也不会有暗角。

第三实施例

表8、表9、表10和表11示出了根据本发明的光学镜头的第三数值实施例，结合图13至图18来理解第三实施例，图13示出本实施例镜头的透镜布置（七个透镜的光焦度和物面/像面凹凸状）与第一实施例基本相同，区别点在于：本实施例中第六透镜的物侧光轴位置呈凹面结构。

本实施例中光阑设置在第五透镜的物侧，所述光阑至所述第五透镜的光轴距离介于0至0.15mm。

本实施例的各个透镜、光阑、保护玻璃的光学参数参见表8：

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。

第一透镜L1至第七透镜L7均采用玻璃材质，构成全玻镜头，其中，第五透镜L5的折射率温度系数为﹣8.9×10^-6/℃，具有较强的矫正温漂的效果。

本实施例中，第五透镜L5为七片透镜中唯一的非球面镜，第五透镜L5的非球面的面形公式中的非球面参数参见表9：

此外，其他高次非球面系数A ₁₆ 、A ₁₈ 、A ₂₀为零。

本实施例中透镜的焦距满足以下条件：-6.6≤f ₁ /f≤-4.5，-3.45≤f ₂ /f≤-2.35，-2.55≤f ₃ /f≤-1.95，1.65≤f ₄ /f≤2.85，2.45≤f ₅ /f≤3.55，-2.2≤f ₆ /f≤-1.65，1.75≤f ₇ / f≤2.25；在一个具体的数值实施例中，镜头的透镜焦距、正负光焦度数据参见表10：

本实施例的镜头的其他光学信息参见表11：

本实施例中采用四舍五入法取计算值。

本实施例中第一透镜为弯月形，有利于收集光线、减小畸变、提高成像质量；第二透镜具有负光焦度，像侧面为凹面有利于承接折转光线更平顺、减小像差、降低镜头敏感度，同时也利于减小镜头口径；第五透镜为正光焦度的非球面，有利于减小轴外像差；第三透镜与第四透镜为双胶合透镜组，第六透镜与第七透镜为双胶合透镜组，有利于矫正色差、提高成像质量、减少鬼影反射面、降低装配敏感度以及提高像面尺寸。光阑设置在第六透镜之前，有利于进一步减小镜头口径。

图14、图15、图16分别为本实施例镜头在-40℃、25℃、125℃温度环境下可见光的温度分析曲线，可以看出在-40℃温度环境下，镜头的离焦量（TS 0.00(deg)对应的曲线的峰值对应的横坐标偏离零点的量）约为-3.2μm；在25℃温度环境下，镜头的离焦量约为0μm；在125℃温度环境下，镜头的离焦量约为5.5μm。-40℃～125℃的温度环境下，可见光435nm～656nm范围对应的离焦量幅值小于5.6μm，这样小的离焦量保证了镜头在高温+125℃和低温-40℃都可以拍摄高清画面。

本实施例的镜头可达到300万像素，图17为镜头分辨率为100LP/mm时在Y视场下的OTF模量曲线，图17中S1线条表示弧矢场曲，T1线条表示子午场曲，基于100LP/mm的镜头分辨率，Y视场角为30°对应的OTF模量达到70%以上，Y视场角为66.5°对应的OTF模量达到60%以上，对于环视镜头，表明其能够清晰成像；图18示出了本实施例中的环视镜头的相对照度图，其中相对照度图的纵坐标是照度值，横坐标是Y视场角（即半视场角），镜头的相对照度图反映镜头的画面照度均匀程度，该具体实施例中的光学镜头，Y视场角约63°时的相对照度约0.8，Y视场角约78°时的相对照度约0.7，Y视场角95°时的相对照度约0.58，反映出该镜头拥有较高的相对照度，进光量充足，保证了镜头即使在较昏暗环境下使用，实拍画面边缘也不会有暗角。

上述三个实施例提供的环视镜头可应用于摄像装置，通过环视镜头捕捉大视场角的光线，并利用电子感光元件将光信号转化为数字信号；摄像装置可以应用在驾驶工具上，比如车辆、船舶、载人飞机或无人机。

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 (18)

1.一种环视镜头，所述镜头中具有光焦度的透镜数量为七片，其为由物侧到像侧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、第六透镜和第七透镜，其特征在于：

所述第一透镜具有负光焦度，其物侧光轴位置呈凸面结构，其像侧光轴位置呈凹面结构；

所述第二透镜具有负光焦度，其物侧光轴位置呈凸面结构，其像侧光轴位置呈凹面结构；

所述第三透镜具有负光焦度，其物侧光轴位置和像侧光轴位置均呈凹面结构；

所述第四透镜具有正光焦度，其物侧光轴位置和像侧光轴位置均呈凸面结构；

所述第五透镜具有正光焦度，其物侧光轴位置和像侧光轴位置均呈凸面结构；

所述第六透镜具有负光焦度，其像侧光轴位置呈凹面结构；

所述第七透镜具有正光焦度，其物侧光轴位置和像侧光轴位置均呈凸面结构。

2.根据权利要求1所述的环视镜头，其特征在于，所述第五透镜为非胶合的独立透镜，所述第五透镜为七片透镜中折射率温度系数最大的透镜，其折射率温度系数介于﹣9.3×10^-6/℃至-6.2×10^-6/℃。

3.根据权利要求1所述的环视镜头，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、第六透镜和第七透镜均为玻璃材质的透镜。

4.根据权利要求1所述的环视镜头，其特征在于，在具有正光焦度的透镜中，光焦度由大到小依次为所述第七透镜、第四透镜和第五透镜；

和/或，在具有负光焦度的透镜中，负光焦度值的绝对值最大的为所述第六透镜，负光焦度值的绝对值最小的为所述第一透镜。

5.根据权利要求1所述的环视镜头，其特征在于，所述透镜的焦距满足以下条件：-8.2≤f ₁ /f≤-3.5，-3.45≤f ₂ /f≤-2.01，-3.85≤f ₃ /f≤-1.95，-2.45≤f ₆ /f≤-1.65，其中，f ₁为第一透镜的焦距，f ₂为第二透镜的焦距，f ₃为第三透镜的焦距，f ₆为第六透镜的焦距，f为镜头的整组焦距；

和/或，1.65≤f ₄ /f≤3.35，2.45≤f ₅ /f≤3.85，1.75≤f ₇ /f≤2.45，其中，f ₄为第四透镜的焦距，f ₅为第五透镜的焦距，f ₇为第七透镜的焦距，f为镜头的整组焦距。

6.根据权利要求1所述的环视镜头，其特征在于，所述第一透镜和/或第四透镜的折射率介于0.85至2.05，所述第一透镜和/或第四透镜的阿贝常数介于27.2至40；

和/或，所述第五透镜的折射率介于1.45至1.63，其阿贝常数介于75至83，其他透镜的阿贝常数不超过65。

7.根据权利要求1所述的环视镜头，其特征在于，所述镜头满足：

1.45mm≤f ≤1.85mm，且195°≤Fov≤205°，其中，f为镜头的整组焦距，Fov为镜头的最大视场角；

或者，2.05≤bfl/ f≤2.42，其中，bfl为所述第七透镜的像侧面至所述镜头的成像表面的最近距离，f为镜头的整组焦距；

或者，12.45≤TTL/f≤13.3，其中TTL为第一透镜的物侧面顶点到所述镜头的成像表面在光轴上的距离，f为镜头的整组焦距。

8.根据权利要求1所述的环视镜头，其特征在于，所述镜头满足：

13.5≤2×D ₁≤14.96，其中，2×D ₁为所述第一透镜的有效径；

或者，8.15≤2×D ₁/f≤9.35，其中，2×D ₁为所述第一透镜的有效径，f为镜头的整组焦距；

或者，0.6≤Fov/(2×D ₁)/TTL≤0.76，其中，Fov为镜头的最大视场角，2×D ₁为所述第一透镜的有效径，TTL为第一透镜的物侧面顶点到成像表面在光轴上的距离。

9.根据权利要求1所述的环视镜头，其特征在于，所述镜头满足：

33≤Fov/Y _m≤16.5，其中，Fov为镜头的最大视场角，Y _m为最大视场角对应的像高；

或者，1.55≤Y ₁×180/pi≤1.65，其中，Y ₁为半视场角为1°时对应的镜头像高，pi为圆周率。

10.根据权利要求1所述的环视镜头，其特征在于，还包括光阑，其设置在所述第五透镜的物侧或像侧，所述光阑至所述第五透镜的光轴距离介于0至0.15mm。

11.根据权利要求1所述的环视镜头，其特征在于，所述第五透镜为玻璃材质的透镜，所述第五透镜为七片透镜中唯一的非球面镜。

12.根据权利要求1所述的环视镜头，其特征在于，所述第一透镜的中心厚度介于0.9至1.4mm，所述第二透镜的中心厚度介于0.6至0.8mm，所述第三透镜的中心厚度介于0.48至1.75mm，所述第四透镜的中心厚度介于1.3至2.26mm，所述第五透镜的中心厚度介于2.4至2.7mm，所述第六透镜的中心厚度介于0.48至0.78mm，所述第七透镜的中心厚度介于2.35至3.25mm。

13.根据权利要求1所述的环视镜头，其特征在于，所述第一透镜像面至第二透镜物面的光轴距离介于2.1至2.6mm，所述第二透镜像面至第三透镜物面的光轴距离介于2.58至3.85mm，所述第三透镜像面至第四透镜物面的光轴距离介于0至0.1mm，所述第四透镜像面至第五透镜物面的光轴距离介于0.1至1.35mm，所述第五透镜像面至第六透镜物面的光轴距离介于0.1至0.6mm，所述第六透镜像面至第七透镜物面的光轴距离介于0至0.1mm。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的环视镜头，其特征在于，所述第六透镜与第七透镜组成胶合透镜。

15.根据权利要求14所述的环视镜头，其特征在于，所述第三透镜与第四透镜组成胶合透镜。

16.根据权利要求14所述的环视镜头，其特征在于，所述第六透镜的物侧光轴位置呈凸面结构、凹面结构或平面结构。

17.一种摄像装置，其特征在于，包括电子感光元件及如权利要求1至16中任一项所述的环视镜头。

18.一种驾驶工具，其特征在于，包括如权利要求17所述的摄像装置，所述驾驶工具为车辆、船舶、载人飞机或无人机。