CN209821485U - 一种超广角车用光学镜头 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种超广角车用光学镜头，包括镜筒、光阑、第一透镜组、第二透镜组、滤光片、压环、间隔环一、间隔环二；第一透镜组由一号透镜、二号透镜组成，第二透镜组由三号透镜、四号透镜组成；一号透镜、二号透镜、三号透镜、四号透镜、滤光片依序同轴设置于物面与像面之间，一号透镜位于镜筒的前端；间隔环一设置在一号透镜与二号透镜之间，间隔环二设置在二号透镜与三号透镜之间，光阑固定在间隔环二内，滤光片固定设置在镜筒的后端。本产品采用4片不同的透镜相互组合，具有低成本、大光圈、超广角、高像素、短总长等良好光学性能，解决了现有的车载或行车记录仪上的光学镜头体积较大，占用空间较多的弊端。

Description

一种超广角车用光学镜头
技术领域
本实用新型涉及一种光学镜头，尤其涉及一种超广角车用光学镜头。
背景技术
近几年来，随着物联网监控数字化、网络化、智能化的快速发展，光学镜头的应用范围也越来越广泛，例如，应用于手机相机、车载镜头、汽车行车记录仪、安全影像监控等电子产品及电子娱乐等行业。但是，现有的用于车载或行车记录的镜头普遍存在这样的缺点：视角不够大、光圈小，不仅重量较重、成本较高，外形尺寸也偏大大，用到车载或行车记录仪上显得体积较大，占用空间较多。并且，现有的用于车载、行车记录的镜头普遍只能应用在普清VGA像素上面，难以同时兼具大视角与短总长。若应用于汽车后视或行车记录仪上，会出现拍照角度清晰度不够，拍照监控范围太小，形成拍照死角等弊端，也不利于完全清楚有效的记录还原事发经过。
实用新型内容
为了解决上述技术所存在的不足之处，本实用新型提供了一种超广角车用光学镜头。
为了解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种超广角车用光学镜头，包括镜筒、光阑，它还包括第一透镜组、第二透镜组、滤光片、压环、间隔环一、间隔环二；第一透镜组由一号透镜、二号透镜组成，第二透镜组由三号透镜、四号透镜组成；
一号透镜、二号透镜、三号透镜、四号透镜、滤光片依序同轴设置于物面与像面之间，一号透镜、二号透镜、三号透镜、四号透镜均组装在镜筒内；一号透镜位于镜筒的前端且一号透镜通过压环与镜筒固定相接；
间隔环一设置在一号透镜与二号透镜之间，间隔环二设置在二号透镜与三号透镜之间，光阑固定在间隔环二内且光阑与一号透镜、二号透镜、三号透镜、四号透镜均位于同一轴上；滤光片固定设置在镜筒的后端；
一号透镜为具有负光焦度且凸面朝向物面的弯月透镜，二号透镜为具有负光焦度的弯月透镜，三号透镜为具有正光焦度的双凸透镜，四号透镜为具有负光焦度且凹面朝向物面的凹凸透镜。
进一步地，一号透镜、二号透镜、三号透镜、四号透镜均为玻璃球面镜片。
进一步地，压环、镜筒、间隔环一、间隔环二均采用金属件。
进一步地，一号透镜的折射率Nd为1.7<Nd<1.9，色散率Vd为48<Vd<50；
二号透镜的折射率Nd为1.8<Nd<1.9，色散率Vd为36<Vd<39；
三号透镜的折射率Nd为1.7<Nd<1.9，色散率Vd为48<Vd<50；
四号透镜的折射率Nd为1.8<Nd<2.0，色散率Vd为19<Vd<21。
进一步地，一号透镜、二号透镜、三号透镜、四号透镜的光学总长TTL小于或者等于18.1mm。
本实用新型公开了一种超广角车用光学镜头，采用4片不同的透镜相互组合，具有低成本、大光圈、超广角、高像素、短总长等良好光学性能，光学总长小至18.1mm，拥有更短的镜头总长，并且透镜的重量轻、体积小，使得光学镜头制作的更小清薄短小，不会占用过多的空间，解决了现有的车载或行车记录仪上的光学镜头体积较大，占用空间较多的弊端。同时，影像畸变低，图像失真较轻，在保证较大视场角的情况下还可以有效保证拍摄图像的分辨率以及清晰度，像素能达到2百万，可广泛应用于行车记录仪等成像设备中时，拍摄出高清画面。
附图说明
图1为本实用新型的整体组成结构图。
图2为实施例一中光线进入光学镜头的路径图。
图3为实施例一中光学镜头的视场在0.1至0.4时的MTF解像曲线图。
图4为实施例一中光学镜头的视场在0.5至0.9时的MTF解像曲线图。
图5为实施例一中光学镜头的视场在1.0时的MTF解像曲线图。
图6为实施例一的场曲图。
图7为实施例一的光学畸变图
图8为实施例一的点列图。
图中：1、一号透镜；2、压环；3、镜筒；4、间隔环一；5、二号透镜；6、间隔环二；7、三号透镜；8、四号透镜；9、滤光片；10、像面；11、光阑；12、物面。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
一种超广角车用光学镜头，如图1所示，包括镜筒3、光阑11，它还包括第一透镜组、第二透镜组、滤光片9、压环2、间隔环一4、间隔环二6；第一透镜组由一号透镜1、二号透镜5组成，第二透镜组由三号透镜7、四号透镜8组成；
一号透镜1、二号透镜5、三号透镜7、四号透镜8、滤光片9依序同轴设置于物面12与像面10之间，以确保成像的精准度，并且一号透镜1、二号透镜5、三号透镜7、四号透镜8均应组装在镜筒3内；一号透镜1位于镜筒3的前端且一号透镜1通过压环2与镜筒3固定相接，通过压环2将镜筒3内的各部件均固定在镜筒3内，以防止各部件掉落，影响本光学镜头的正常使用。
间隔环一4设置在一号透镜1与二号透镜5之间，间隔环二6设置在二号透镜5与三号透镜7之间，光阑11固定在间隔环二6内且光阑11与一号透镜1、二号透镜5、三号透镜7、四号透镜8均位于同一轴上；滤光片9固定设置在镜筒3的后端，可采用胶水固定粘接在镜筒3上，不但固定效果好，且成本低、安装便利。此外，对于压环2、镜筒3、间隔环一4、间隔环二6均采用金属件，不但使用寿命长，还能增加本产品的质感。
为使得本超广角车用光学镜头兼具大视角与短总长的优良性能，一号透镜1为具有负光焦度且凸面朝向物面12的弯月透镜，一号透镜1的折射率Nd为1.7<Nd<1.9，色散率Vd为48<Vd<50，用于以最大视场角接收外界光线，增加光学镜头的采集角度；二号透镜5为具有负光焦度的弯月透镜，二号透镜5的折射率Nd为1.8<Nd<1.9，色散率Vd为36<Vd<39，用于接收一号透镜1的光线，能够消色差并修正像差；光阑111用于限制进入三号透镜7的光学通量；三号透镜7为具有正光焦度的双凸透镜，三号透镜7的折射率Nd为1.7<Nd<1.9，色散率Vd为48<Vd<50，三号透镜7用于接收通过光阑11的光线并使光线汇聚；四号透镜8为具有负光焦度且凹面朝向物面12的凹凸透镜，四号透镜8的折射率Nd为1.8<Nd<2.0，色散率Vd为19<Vd<21，光线从三号透镜7进入四号透镜8，四号透镜8保持聚集的光线经滤光片9中的波段外的噪声光过滤，呈现高清晰度的画质。并且，一号透镜1、二号透镜5、三号透镜7、四号透镜8均为玻璃球面镜片，焦距3.1mm，光学总长TTL小于或者等于18.1mm。当成像面大小为1/3英寸时，对角拍射最大角度便可达到126度，拥有更短的镜头总长，使得光学镜头制作的更小清薄短小。并且采用4个透镜片，不但成本更低，重量轻，还保存了镜头的成像清晰度，像素至少可达到200万，可拍摄出高清画面，影像畸变低，图像失真较轻，在保证较大视场角的情况下还可以有效保证拍摄图像的分辨率以及清晰度。
下面通过一项具体实施例对本实用新型的光学性能作进一步详细的说明。
实施例一：
本实施例中，光学镜头的具体光学参数见表1：
表1
如图2所示，图2展示了光线从本实施例中进入的路径图。下面通过具体实验对本实用新型的光学性能进行验证。
本实施例在不同视场(FIELD)的MTF(Modulation Transfer Function，调制传递函数)解像曲线分别如图3、图4、图5所示，其中，横坐标表示线对/每毫米(lp/mm)的空间频率，纵坐标表示MTF值，曲线越高，表示成像质量越好。其中，纵轴MODULUS OF THE OTF中OTF的全称为optical transfer function，指光学传递函数，在本实施例中纵轴即为光学调制传递函数，也就是MTF。从图3-5中可以看出，本实施例在100lp/mm的空间频率内展现了较好的对比度，可以表明本实施例的综合解像水平较高。
再如图6和图7所示，分别为本实施例的场曲图(FIELD CURVETUR)和光学畸变图，(DISTORTION)，两个曲线图的纵轴都是归一化视场。图6的横轴为场曲，单位为毫米(MILLIMETERS)；T和S分别表示子午和弧矢量，T和S之间的距离表示像散的大小，细光束场曲反映了不同视场点的细光束像点离开像面的位置变化，初级细光束场曲跟视场的平方成正比，其对成像的影响是使一平面物体成一弯曲像面；细光束像散反映了子午和弧矢细光束像点(或子午与弧矢弯曲像面)的不重合而分开的轴向距离。从图6中可以看出，本实施例的像散程度较轻，基本上可控制在0.05以内，可在一定程度上反应本实施例具有较低的光学畸变水平。图7的横坐标是畸变的百分比值(PERCENT)，从图7中可以看出，光学畸变为-45.06％，表明本实施例在作为超广角车用光学镜头使用时，具有较低的光学畸变，其光学性能较佳。
如图8所示，为本实施例在不同视场(FIELD)的光学系统点列图(SPOT DIAGRAM)，其中，RMS RADIUS表示均方根半径，GEO RADIUS表示球半径，SCALE BAR表示刻度尺，REFERENCE表示参照物，CHIEF RAY表示主光线；表格下方数值表示：数值越小成像质量越好。从图8中可以看出，各视场下的成像点几乎都汇聚成了一个理想的点，表明本实施例具有良好的成像性能。
本实用新型与现有技术相比，具有以下优势：
1)采用4片球面玻璃镜片，不但体积小、重量轻且成本更低，更适用于在车载或行车记录仪上使用；
2)影像畸变低，图像失真较轻，在保证较大视场角的情况下还可以有效保证拍摄图像的分辨率以及清晰度；
3)整个光学系统的焦距3.1mm，光学总长可以小至18.1mm，拥有更短的镜头总长，使得光学镜头制作的更小清薄短小；
4)对角拍照角度可达126度，成像清晰度最少能达到2百万像素，同时兼具大视角与短总长。
上述实施方式并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种超广角车用光学镜头，包括镜筒(3)、光阑(11)，其特征在于：它还包括第一透镜组、第二透镜组、滤光片(9)、压环(2)、间隔环一(4)、间隔环二(6)；所述第一透镜组由一号透镜(1)、二号透镜(5)组成，第二透镜组由三号透镜(7)、四号透镜(8)组成；
所述一号透镜(1)、二号透镜(5)、三号透镜(7)、四号透镜(8)、滤光片(9)依序同轴设置于物面(12)与像面(10)之间，一号透镜(1)、二号透镜(5)、三号透镜(7)、四号透镜(8)均组装在镜筒(3)内；所述一号透镜(1)位于镜筒(3)的前端且一号透镜(1)通过压环(2)与镜筒(3)固定相接；
所述间隔环一(4)设置在一号透镜(1)与二号透镜(5)之间，间隔环二(6)设置在二号透镜(5)与三号透镜(7)之间，光阑(11)固定在间隔环二(6)内且光阑(11)与一号透镜(1)、二号透镜(5)、三号透镜(7)、四号透镜(8)均位于同一轴上；所述滤光片(9)固定设置在镜筒(3)的后端；
所述一号透镜(1)为具有负光焦度且凸面朝向物面(12)的弯月透镜，二号透镜(5)为具有负光焦度的弯月透镜，三号透镜(7)为具有正光焦度的双凸透镜，四号透镜(8)为具有负光焦度且凹面朝向物面(12)的凹凸透镜。
2.根据权利要求1所述的超广角车用光学镜头，其特征在于：所述一号透镜(1)、二号透镜(5)、三号透镜(7)、四号透镜(8)均为玻璃球面镜片。
3.根据权利要求1所述的超广角车用光学镜头，其特征在于：所述压环(2)、镜筒(3)、间隔环一(4)、间隔环二(6)均采用金属件。
4.根据权利要求1或2所述的超广角车用光学镜头，其特征在于：
所述一号透镜(1)的折射率Nd为1.7<Nd<1.9，色散率Vd为48<Vd<50；
所述二号透镜(5)的折射率Nd为1.8<Nd<1.9，色散率Vd为36<Vd<39；
所述三号透镜(7)的折射率Nd为1.7<Nd<1.9，色散率Vd为48<Vd<50；
所述四号透镜(8)的折射率Nd为1.8<Nd<2.0，色散率Vd为19<Vd<21。
5.根据权利要求4所述的超广角车用光学镜头，其特征在于：所述一号透镜(1)、二号透镜(5)、三号透镜(7)、四号透镜(8)的光学总长TTL小于或者等于18.1mm。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021142566A1 (zh) * 2020-01-13 2021-07-22 诚瑞光学(常州)股份有限公司 镜头模组
CN113534419A (zh) * 2021-09-15 2021-10-22 宁波永新光学股份有限公司 一种超高清车载光学成像镜头

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