CN208872935U - 一种多用广角车载镜头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种多用广角车载镜头，其具备大视场角，高清晰度，成像品质好，包括从物方至像方依次设置的前透镜群组、光阑、后透镜群组；前透镜群组包括从物方至像方依次设置的：第一透镜，具有负光焦度，第一透镜的物面侧为凸面，第一透镜的像面侧为凹面；第二透镜，具有正光焦度，第二透镜的物面侧为凹面，第二透镜的像面侧为凸面；后透镜群组包括从物方至像方依次设置的：第三透镜，具有正光焦度，第三透镜的物面侧为凸面，第三透镜的像面侧为凸面；第四透镜，具有正光焦度，第四透镜的物面侧为凸面，第四透镜的像面侧为凸面；第五透镜，具有负光焦度，第五透镜的物面侧为凹面，第五透镜的像面侧为凸面，第四透镜与第五透镜光学胶结。
Description
技术领域
本实用新型涉及光学镜头技术领域，适用于ADAS辅助驾驶系统摄像系统领域，具体为一种多用广角车载镜头。
背景技术
随着高级驾驶辅助系统(ADAS)的高速发展，车载镜头有着更加广泛的应用和发展。其中包括行车记录仪、自动泊车、前车碰撞预警(FCW)、车道偏离预警(LDW)、行人检测预警(PCW)等。虽然现有广角车载镜头能够基本满足大视场车载镜头使用的基本需求，但仍然存在诸多缺陷，如工艺复杂且生产成本高、成像质量不佳、温度补偿特性不佳等。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型提供了一种多用广角车载镜头，其具备大视场角，高清晰度，成像品质好。
其技术方案是这样的：一种多用广角车载镜头，其特征在于，包括从物方至像方依次设置的前透镜群组、光阑、后透镜群组；
所述前透镜群组包括从物方至像方依次设置的：
第一透镜，具有负光焦度，所述第一透镜的物面侧为凸面，所述第一透镜的像面侧为凹面；
第二透镜，具有正光焦度，所述第二透镜的物面侧为凹面，所述第二透镜的像面侧为凸面；
所述后透镜群组包括从物方至像方依次设置的：
第三透镜，具有正光焦度，所述第三透镜的物面侧为凸面，所述第三透镜的像面侧为凸面；
第四透镜，具有正光焦度，所述第四透镜的物面侧为凸面，所述第四透镜的像面侧为凸面；
第五透镜，具有负光焦度，所述第五透镜的物面侧为凹面，所述第五透镜的像面侧为凸面；
其中，所述第四透镜与所述第五透镜光学胶结；
同时，满足如下关系：
-5<f1<-4，4<f3<5，2<f4<3，-4<f5<-3，
-3<f1/f<-2，2<f3/f<3，1<f4/f<2，-2<f5/f<-1；
其中，f1为第一透镜的焦距值，f3为第三透镜的焦距值，f4为第四透镜的焦距值，f5为第五透镜的焦距值，f为多用广角车载镜头的焦距值。
进一步的，所述第一透镜为玻璃透镜，所述第二透镜为塑料透镜，所述第三透镜为玻璃透镜，所述第四透镜为塑料透镜，所述第五透镜为塑料透镜。
进一步的，所述第一透镜的两个侧面均为球面，所述第二透镜的两个侧面均为非球面，所述第三透镜的两个侧面均为球面，所述第四透镜的物面侧为非球面，所述第五透镜的两个侧面均为非球面。
进一步的，所述第一透镜还满足以下条件：1.6＜Nd1＜1.9，40＜Vd1＜60；其中，所述Nd1为第一透镜的光折射率，所述Vd1为第一透镜的阿贝常数。
进一步的，所述第二透镜还满足以下条件：1.5＜Nd2＜1.7，20＜Vd2＜30；其中，所述Nd2为第二透镜的光折射率，所述Vd2为第二透镜的阿贝常数。
进一步的，所述第三透镜还满足以下条件：1.5＜Nd3＜1.7，50＜Vd3＜60；其中，所述Nd3为第三透镜的光折射率，所述Vd3为第三透镜的阿贝常数。
进一步的，所述第四透镜还满足以下条件：1.5＜Nd4＜1.7，50＜Vd4＜70；其中，所述Nd4为第四透镜的光折射率，所述Vd4为第四透镜的阿贝常数。
进一步的，所述第五透镜还满足以下条件：1.6＜Nd5＜1.7，20＜Vd5＜30；其中，所述Nd5为第五透镜的光折射率，所述Vd5为第四透镜的阿贝常数。
进一步的，第二透镜、第四透镜、第五透镜的非球面满足如下公式：
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＝1/r，r表示非球面镜面的曲率半径，k为圆锥系数conic，A、B、C、D分别为高次非球面系数。
进一步的，还包括IR滤波片以及保护玻璃，所述IR滤波片位于所述第五透镜远离物方的一侧，所述保护玻璃位于所述IR滤波片远离物方的一侧。
进一步的，所述第一透镜的物面侧的曲率半径R大于15。
进一步的，镜头满足如下条件：FOV≥185°，FOV指镜头的最大视场角度。
本实用新型的多用广角车载镜头具有以下优点：其视场角大，成像范围大；有效校正光学系统中的像差，图像变形小；具有高通光能力和高清晰度，适用于汽车前视、环视、后视等；镜头后端加入IR滤光片，滤除红外波段对成像的干扰，有效提升了镜头的成像品质。采用不同的材料及不同的镜片曲率，提高了镜头的综合性能并节约了成本；前透镜群组包含玻璃透镜，防火、耐高温、耐高湿且防刮擦，有效的拓宽了镜头的耐高温、耐高湿的能力，且防刮擦，提高了车载镜头对恶劣环境工作的稳定性。
附图说明
图1为本实用新型的多用广角车载镜头的结构组合图；
图2为实施例中的多用广角车载镜头的MTF曲线图；
图3为实施例中的多用广角车载镜头的畸变曲线图；
图4为实施例中的多用广角车载镜头的离焦曲线图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
见图1，本实用新型提供了一种多用广角车载镜头，包括从物方至像方依次设置的前透镜群组100、光阑200、后透镜群组300、成像面400；在图1中，物方位于图中的左侧，像方位于图中的右侧，从图中的左侧到右侧即为从物方至像方。
前透镜群组100应设于物方，即距离物体较近的一侧，具体包括从物方至像方依次设置的：
第一透镜110，具有负光焦度，第一透镜的物面侧111为凸面，第一透镜的像面侧112为凹面；
第二透镜120，具有正光焦度，第二透镜的物面侧121为凹面，第二透镜的像面侧122为凸面；
后透镜群组300与和前透镜群组100同主光轴设置，设于靠近成像面400一侧，后透镜群组300具体包括从物方至像方依次设置的：
第三透镜310，具有正光焦度，第三透镜的物面侧311为凸面，第三透镜的像面侧312为凸面；
第四透镜320，具有正光焦度，第四透镜的物面侧321为凸面，第四透镜的像面侧222为凸面；
第五透镜330，具有负光焦度，第五透镜的物面侧331为凹面，第五透镜的像面侧332为凸面；
其中，第四透镜320与第五透镜光学330胶结；
同时，满足如下关系：
-5<f1<-4，4<f3<5，2<f4<3，-4<f5<-3，
-3<f1/f<-2，2<f3/f<3，1<f4/f<2，-2<f5/f<-1；
其中，f1为第一透镜的焦距值，f3为第三透镜的焦距值，f4为第四透镜的焦距值，f5为第五透镜的焦距值，f为多用广角车载镜头的焦距值。
在本实施例中，优选的，第一透镜110为玻璃透镜，第二透镜120为塑料透镜，第三透镜310为玻璃透镜，第四透镜320为塑料透镜，第五透镜330为塑料透镜，其靠近物方的第一透镜的材料设置为玻璃镜片，可以提高该多用广角车载镜头的防火、耐高温、耐高湿及防刮擦能力，提高了多用广角车载镜头在恶劣环境中工作的稳定性。其距离物侧较远的第二透镜、第四透镜、第五透镜设置为塑料镜片，可以减少该多用广角车载镜头的总重量。
在本实施例中，第一透镜110的两个侧面均为球面，第二透镜120的两个侧面均为非球面，第三透镜310的两个侧面均为球面，第四透镜的物面侧321为非球面，第五透镜330的两个侧面均为非球面。
第二透镜、第四透镜、第五透镜的非球面满足如下公式：
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＝1/r，r表示非球面镜面的曲率半径，k为圆锥系数conic，A、B、C、D分别为高次非球面系数。
进一步的，第一透镜还满足以下条件：1.6＜Nd1＜1.9，40＜Vd1＜60；其中，Nd1为第一透镜的光折射率，Vd1为第一透镜的阿贝常数；
第二透镜还满足以下条件：1.5＜Nd2＜1.7，20＜Vd2＜30；其中，Nd2为第二透镜的光折射率，Vd2为第二透镜的阿贝常数；
第三透镜还满足以下条件：1.5＜Nd3＜1.7，50＜Vd3＜60；其中，Nd3为第三透镜的光折射率，Vd3为第三透镜的阿贝常数；
第四透镜还满足以下条件：1.5＜Nd4＜1.7，50＜Vd4＜70；其中，Nd4为第四透镜的光折射率，Vd4为第四透镜的阿贝常数；
第五透镜还满足以下条件：1.6＜Nd5＜1.7，20＜Vd5＜30；其中，Nd5为第五透镜的光折射率，Vd5为第五透镜的阿贝常数。
进一步的，第二透镜、第四透镜、第五透镜的非球面满足如下公式：
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＝1/r，r表示非球面镜面的曲率半径，k为圆锥系数conic，A、B、C、D分别为高次非球面系数。
为了进一步优化多用广角车载镜头的性能，本实施方式的多用广角车载镜头还包括IR滤波片500以及保护玻璃600。具体地，IR滤波片500位于第五透镜320远离物方的一侧，保护玻璃600位于IR滤波片500远离物方的一侧，IR滤波片500的主要作用是过滤红外波段对成像的干扰，有效提升了镜头的成像品质，保护玻璃600的主要作用是用于保护影像传感器。
同时，本实施例的第一透镜的物面侧的曲率半径R大于15；本实施例的多用广角车载镜头满足如下条件：FOV≥185°，FOV指镜头的最大视场角度。
在一个具体的实施例中，本申请提供一种光学镜头，包括从物方至像方依次设置的前透镜群组、光阑、后透镜群组、IR滤波片以及保护玻璃；
前透镜群组包括从物方至像方依次设置的：
第一透镜，具有负光焦度，第一透镜的物面侧为凸面，第一透镜的像面侧为凹面，第一透镜为玻璃透镜，第一透镜的两个侧面均为球面；
第二透镜，具有正光焦度，第二透镜的物面侧为凹面，第二透镜的像面侧为凸面，第二透镜为塑料透镜，第二透镜的两个侧面均为非球面；
后透镜群组包括从物方至像方依次设置的：
第三透镜，具有正光焦度，第三透镜的物面侧为凸面，第三透镜的像面侧为凸面，第三透镜为玻璃透镜，第三透镜的两个侧面均为球面；
第四透镜，具有正光焦度，第四透镜的物面侧为凸面，第四透镜的像面侧为凸面，第四透镜为塑料透镜，第四透镜的物面侧为非球面；
第五透镜，具有负光焦度，第五透镜的物面侧为凹面，第五透镜的像面侧为凸面，第五透镜为塑料透镜，第五透镜的两个侧面均为非球面；
其中，第四透镜与第五透镜光学胶结。
在该实施例中，第一透镜、第二透镜、第三透镜、光阑、第四透镜、第五透镜、IR滤波片、保护玻璃满足如下如所示的条件：
优选地，IR滤波片采用选用线折射率为1.52、阿贝常数为64的光学玻璃；优选地，保护玻璃9选用折射率为1.52、阿贝常数为64的光学玻璃。
其中，第二透镜的物面侧121、第二透镜的像面侧121、第四透镜的物面侧321、第五透镜的物面侧331、第五透镜的像面侧332均为非球面，非球面系数具体见下表：
对上述实施例中的光学镜头进行光学测试，图2为上述实施例中的光学镜头的MTF曲线图，图2中横坐标为空间频率，纵坐标为对比度；TS Diff.Limit为子午和弧矢方向的衍射极限，TS 0.00(deg)表示在像面0.00视场上子午和弧矢方向的衍射曲线；MTF是目前使用比较普遍的一种像质评价指标，称为调制传递函数。调制传递函数MTF：一定空间频率下像的对比度与物的对比度之比。能反映不同空间频率、不同对比度的传递能力。调制传递函数MTF可用于表示光学系统的特征，MTF越大，表示系统的成像质量越好，由图2可见，本实施例中的光学镜头的成像质量好。
图3为上述实施例中的光学镜头的畸变曲线图，左图为场曲曲线图，场曲图的纵坐标是视场角，横坐标是像点偏离近轴像面的距离，T表示子午场曲，S表示弧矢场曲。右图为畸变曲线图，畸变图的纵坐标是视场角，横坐标是畸变百分比，场曲曲线显示作为视场坐标函数的当前的焦平面或像平面到近轴焦面的距离，分为子午场曲和弧矢场曲。畸变属于主光线像差，反映物象的相似程度，该具体实施例中的光学镜头，其光学畸变小，图像变形小，影像清晰。
图4为上述实施例中的光学镜头的离焦曲线图，横坐标离焦量，以毫米为单位，纵坐标对比度。TS 0.00(deg)表示在像面0.00视场上子午和弧矢方向的衍射曲线；离焦曲线图表示的是系统工作波长范围内不同波长的色光近焦距位移。查看不同的视场、某一离焦量范围内特症频率处的传递函数值，由图4可见，本实施例中的光学镜头的成像质量好。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (8)
1.一种多用广角车载镜头，其特征在于，包括从物方至像方依次设置的前透镜群组、光阑、后透镜群组；
所述前透镜群组包括从物方至像方依次设置的：
第一透镜，具有负光焦度，所述第一透镜的物面侧为凸面，所述第一透镜的像面侧为凹面；
第二透镜，具有正光焦度，所述第二透镜的物面侧为凹面，所述第二透镜的像面侧为凸面；
所述后透镜群组包括从物方至像方依次设置的：
第三透镜，具有正光焦度，所述第三透镜的物面侧为凸面，所述第三透镜的像面侧为凸面；
第四透镜，具有正光焦度，所述第四透镜的物面侧为凸面，所述第四透镜的像面侧为凸面；
第五透镜，具有负光焦度，所述第五透镜的物面侧为凹面，所述第五透镜的像面侧为凸面；
其中，所述第四透镜与所述第五透镜光学胶结；
同时，满足如下关系：
-5<f1<-4，4<f3<5，2<f4<3，-4<f5<-3，
-3<f1/f<-2，2<f3/f<3，1<f4/f<2，-2<f5/f<-1；
其中，f1为第一透镜的焦距值，f3为第三透镜的焦距值，f4为第四透镜的焦距值，f5为第五透镜的焦距值，f为多用广角车载镜头的焦距值。
2.根据权利要求1所述的一种多用广角车载镜头，其特征在于：所述第一透镜为玻璃透镜，所述第二透镜为塑料透镜，所述第三透镜为玻璃透镜，所述第四透镜为塑料透镜，所述第五透镜为塑料透镜。
3.根据权利要求1所述的一种多用广角车载镜头，其特征在于：所述第一透镜的两个侧面均为球面，所述第二透镜的两个侧面均为非球面，所述第三透镜的两个侧面均为球面，所述第四透镜的物面侧为非球面，所述第五透镜的两个侧面均为非球面。
4.根据权利要求1所述的一种多用广角车载镜头，其特征在于，所述第一透镜还满足以下条件：1.6＜Nd1＜1.9，40＜Vd1＜60；其中，所述Nd1为第一透镜的光折射率，所述Vd1为第一透镜的阿贝常数；
所述第二透镜还满足以下条件：1.5＜Nd2＜1.7，20＜Vd2＜30；其中，所述Nd2为第二透镜的光折射率，所述Vd2为第二透镜的阿贝常数；
所述第三透镜还满足以下条件：1.5＜Nd3＜1.7，50＜Vd3＜60；其中，所述Nd3为第三透镜的光折射率，所述Vd3为第三透镜的阿贝常数；
所述第四透镜还满足以下条件：1.5＜Nd4＜1.7，50＜Vd4＜70；其中，所述Nd4为第四透镜的光折射率，所述Vd4为第四透镜的阿贝常数；
所述第五透镜还满足以下条件：1.6＜Nd5＜1.7，20＜Vd5＜30；其中，所述Nd5为第五透镜的光折射率，所述Vd5为第四透镜的阿贝常数。
5.根据权利要求3所述的一种多用广角车载镜头，其特征在于：第二透镜、第四透镜、第五透镜的非球面满足如下公式：
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＝1/r，r表示非球面镜面的曲率半径，k为圆锥系数conic，A、B、C、D分别为高次非球面系数。
6.根据权利要求1所述的一种多用广角车载镜头，其特征在于：还包括IR滤波片以及保护玻璃，所述IR滤波片位于所述第五透镜远离物方的一侧，所述保护玻璃位于所述IR滤波片远离物方的一侧。
7.根据权利要求1所述的一种多用广角车载镜头，其特征在于：所述第一透镜的物面侧的曲率半径R大于15。
8.根据权利要求1所述的一种多用广角车载镜头，其特征在于：所述多用广角车载镜头满足如下条件：FOV≥185°，FOV指镜头的最大视场角度。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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