CN209979918U - 一种车载高清广角成像系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型发明公开了一种车载高清广角成像系统，包括具有正光焦度第一透镜组和具有正光焦度第二透镜组，第一透镜组和第二透镜组之间设置有光阑，第一透镜组和第二透镜组分另各由具有特定光焦度的四片透镜组成，八片透镜中的至少两个透镜为非球面透镜，第二透镜组中至少有一对双胶合透镜，并且整个成像系统满足：0.92<Imeg/f<1.8；0.132<Imeg/TTL<0.245；其中，Imeg为最大半像高，TTL为光学总长，即第一透镜物侧面至成像面的轴上距离，f为成像系统焦距，优点在于，通过八片特定透镜的混合设计，搭配合理地光焦度，通过合理地参数匹配，实现了整个车载高清广角成像系统分辨率高，成像质量好，孔径大，小型化且成本低。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种广角成像系统，尤其是涉及一种车载高清广角成像系统。
背景技术
随着汽车工业的发展，对自动驾驶功能的要求越来越高，安全驾驶越来越重要。车载镜头作为自动驾驶辅助系统的关键部件，要求也越来越高：为了减小占用的空间，镜头体积不能过大；而为了减少图像的处理时间，则要求畸变要小；为了适应外界环境的明暗变化，就要求有较大的孔径来增大通光能力；而为了能够在高速运动情况下分辨物体的细节，就要求有较高的分辨率；此外，为了能够适应复杂的气候环境，以保证驾驶的安全，则要求不较小的温漂。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种畸变小、孔径大，具有低温漂和高分辨率的车载高清广角成像系统。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种车载高清广角成像系统，从物侧到像侧包括具有正光焦度第一透镜组和具有正光焦度第二透镜组，所述的第一透镜组和第二透镜组之间设置有光阑，所述的第一透镜组由负光焦度的第一透镜、负光焦度第二透镜、正光焦度的第三透镜和正光焦度的第四透镜组成，所述的第二透镜组由正光焦度的第五透镜、负光焦度的第六透镜、正光焦度的第七透镜和负光焦度的第八透镜组成，所述的第一透镜至第八透镜中的至少两个透镜为非球面透镜，所述的第二透镜组中至少有一对双胶合透镜，并且整个成像系统满足：0.92<Imeg/f<1.8；0.132<Imeg/TTL<0.245；其中，Imeg为最大半像高，TTL为光学总长，即第一透镜物侧面至成像面的轴上距离，f为成像系统焦距。
所述的第一透镜为物侧面呈凸面的弯月结构，所述的第二透镜像侧面为凹面，所述的第三透镜为双凸透镜，所述的第四透镜为双凸透镜，所述的第五透镜为双凸透镜，所述的第六透镜为双凹透镜，所述的第七透镜为双凸透镜，所述的第八透镜为双凹透镜。
所述的第五透镜与第六透镜相互胶合成一对双胶合透镜。
所述的第二透镜、所述的第七透镜和所述的第八透镜为非球面透镜。
所述的第七透镜和所述的第八透镜像侧面为非球面。
所述的整个成像系统的焦距f满足：3mm≤f≤5mm；光学总长满足：22mm≤TTL≤35mm。
所有的八片透镜材料均为玻璃透镜。
所述的第一透镜的色散系数、所述的第三透镜的色散系数和所述的第六透镜的色散系数<40，所述的第二透镜的色散系数、所述的第四透镜的色散系数、所述的第五透镜的色散系数、所述的第七透镜的色散和所述第八透镜的色散系数>40。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于通过八片特定透镜的混合设计，搭配合理地光焦度，通过合理地参数匹配，实现了整个车载高清广角成像系统分辨率高，成像质量好，孔径大，小型化且成本低；再加上使用特定的玻璃材料，使得成像系统在-40～85℃均能够保持稳定的成像性能。
附图说明
图1是本实用新型实施例1的车载高清广角成像系统的光学结构示意图；
图2是本实用新型实施例1的车载高清广角成像系统20℃时的传递函数曲线图；
图3是本实用新型实施例1的车载高清广角成像系统-40℃时的传递函数曲线图；
图4是本实用新型实施例1的车载高清广角成像系统95℃时的传递函数曲线图；
图5是本实用新型实施例1的车载高清广角成像系统的畸变图；
图6是本实用新型实施例1的车载高清广角成像系统的相对照度图；
图7是本实用新型实施例2的车载高清广角成像系统的光学结构示意图；
图8是本实用新型实施例2的车载高清广角成像系统的20℃时的传递函数曲线图；
图9是本实用新型实施例2的车载高清广角成像系统-40℃时的传递函数曲线图；
图10是本实用新型实施例2的车载高清广角成像系统95℃时的传递函数曲线图；
图11是本实用新型实施例2的车载高清广角成像系统的畸变图；
图12是本实用新型实施例2的车载高清广角成像系统的相对照度图；
图13是本实用新型实施例3的车载高清广角成像系统的光学结构示意图；
图14是本实用新型实施例3的车载高清广角成像系统的20℃时的传递函数曲线图；
图15是本实用新型实施例2的车载高清广角成像系统的-40℃时的传递函数曲线图；
图16是本实用新型实施例2的车载高清广角成像系统的95℃时的传递函数曲线图；
图17是本实用新型实施例3的车载高清广角成像系统的畸变图；
图18是本实用新型实施例3的车载高清广角成像系统的相对照度图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
实施例一：
如图1所示，一种车载高清广角成像系统，从物侧到像侧包括具有正光焦度第一透镜组、具有正光焦度第二透镜组、滤光片IR和芯片保护玻璃CG，第一透镜组和第二透镜组之间设置有光阑G，第一透镜组由负光焦度的物侧面呈凸面的弯月结构的第一透镜L1、负光焦度的像侧面为凹面的第二透镜L2、正光焦度的双凸第三透镜L3和正光焦度的双凸第四透镜L4组成，第二透镜组由正光焦度的双凸第五透镜L5、负光焦度的双凹第六透镜L6、正光焦度的双凸第七透镜L7和负光焦度的双凹第八透镜L8组成，第五透镜L5和第六透镜L6相互胶合构成一对双胶合透镜。
本实施例中，第一透镜L1、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5以及第六透镜L6为球面透镜，第二透镜L2、第七透镜L7及第八透镜L8为非球面透镜，非球面透镜的面型满足以下方程式：
y代表透镜垂直光轴的径向坐标值，Z(y)为非球面透镜沿光轴方向在高度为y的位置时，距非球面顶点的距离矢高，c＝1/R，R表示对应非球面透镜面型中心曲率半径，k表示圆锥系数，参数A、B、C、D、E、F为高次非球面系数。
本实施例的主要设计参数见下表：
| 序号 | 项目 | 数值 |
| 1 | 系统焦距f | 3.83 |
| 2 | F# | 1.6 |
| 3 | TTL | 27.1 |
| 4 | Imeg/f | 1.2088 |
| 5 | Imeg/TTL | 0.1708 |
其中，Imeg为最大半像高，TTL为光学总长，即第一透镜物侧面至成像面的轴上距离，f为成像系统焦距。
本实施例中，整个镜头的物理光学参数如下表示
本实施例中非球面透镜高次项系数见下：
| 面 | A | B | C | D | E |
| 3 | 2.486E-3 | -3.470E-4 | 2.687E-5 | -1.174E-6 | 2.162E-8 |
| 4 | 3.907E-3 | -3.663E-4 | 2.749E-5 | -1.216E-6 | 2.277E-8 |
| 13 | -1.014E-3 | 2.072E-5 | -3.286E-6 | 1.779E-7 | -5.117E-9 |
| 14 | 1.209E-3 | -5.537E-5 | 1.255E-6 | -1.189E-7 | 9.539E-9 |
| 15 | -2.274E-3 | -4.457E-5 | -1.614E-6 | -8.801E-8 | 6.879E-9 |
| 16 | -7.878E-4 | -6.691E-6 | 1.794E-6 | -6.956E-8 | 1.737E-9 |
本实用新型实施例1采用八片式结构，实现了较短焦距3.83mm，最大视场角可达到140度，体积小巧，本实施例中光学总长27.1mm，全像高可达9.3mm的高清成像系统。
实施例二：
如图7所示，一种车载高清广角成像系统，从物侧到像侧包括具有正光焦度第一透镜组、具有正光焦度第二透镜组、滤光片IR和芯片保护玻璃CG，第一透镜组和第二透镜组之间设置有光阑G，第一透镜组由负光焦度的物侧面呈凸面的弯月结构的第一透镜L1、负光焦度的像侧面为凹面的第二透镜L2、正光焦度的双凸第三透镜L3和正光焦度的双凸第四透镜L4组成，第二透镜组由正光焦度的双凸第五透镜L5、负光焦度的双凹第六透镜L6、正光焦度的双凸第七透镜L7和负光焦度的双凹第八透镜L8组成，第五透镜L5和第六透镜L6相互胶合构成一对双胶合透镜。
本实施例中，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以及第六透镜L6为球面透镜，第七透镜L7及第八透镜L8为非球面透镜，非球面透镜的面型满足以下方程式：
y代表透镜垂直光轴的径向坐标值，Z(y)为所述非球面透镜沿光轴方向在高度为y的位置时，距非球面顶点的距离矢高，c＝1/R,R表示对应非球面透镜面型中心曲率半径，k表示圆锥系数，参数A、B、C、D、E、F为高次非球面系数。
本实施例的主要设计参数见下表：
| 序号 | 项目 | 数值 |
| 1 | 系统焦距f | 3.77 |
| 2 | F# | 1.6 |
| 3 | TTL | 28.6 |
| 4 | Imeg/f | 1.2288 |
| 5 | Imeg/TTL | 0.1619 |
本实施例中，整个镜头的物理光学参数如下表示
本实施例中非球面透镜高次项系数见下：
本实用新型实施例2采用八片式结构，实现较短焦距3.77mm左右，最大视场角可达到140度，体积小巧，本实施例中总28.6mm，全像高可达9.3mm的高清成像系统。
实施例三：
如图13所示，一种车载高清广角成像系统，从物侧到像侧包括具有正光焦度第一透镜组、具有正光焦度第二透镜组、滤光片IR和芯片保护玻璃CG，第一透镜组和第二透镜组之间设置有光阑G，第一透镜组由负光焦度的物侧面呈凸面的弯月结构的第一透镜L1、负光焦度的像侧面为凹面的第二透镜L2、正光焦度的双凸第三透镜L3和正光焦度的双凸第四透镜L4组成，第二透镜组由正光焦度的双凸第五透镜L5、负光焦度的双凹第六透镜L6、正光焦度的双凸第七透镜L7和负光焦度的双凹第八透镜L8组成，第五透镜L5和第六透镜L6相互胶合构成一对双胶合透镜。
本实施例中，第一透镜L1、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5以及第六透镜L6为球面透镜，第二透镜L2、第七透镜L7及第八透镜L8为非球面透镜，非球面透镜的面型满足以下方程式：
y代表透镜垂直光轴的径向坐标值，Z(y)为所述非球面透镜沿光轴方向在高度为y的位置时，距非球面顶点的距离矢高，c＝1/R,R表示对应非球面透镜面型中心曲率半径，k表示圆锥系数，参数A、B、C、D、E、F为高次非球面系数。
本实施例的主要设计参数见下表：
| 序号 | 项目 | 数值 |
| 1 | 系统焦距f | 3.77 |
| 2 | F# | 1.6 |
| 3 | TTL | 27.67 |
| 4 | Imeg/f | 1.228 |
| 5 | Imeg/TTL | 0.167 |
本实施例中，整个镜头的物理光学参数如下表示
本实施例中非球面透镜高次项系数见下：
本实用新型实施例3采用八片式结构，实现较短焦距3.77mm左右，最大视场角可达到140度，体积小巧，本实施例中总27.67mm，全像高可达9.3mm的高清成像系统。
以上所展示的仅为本实用新型的个别实施例，不能限定本实用新型的权利保护范围，因此，依据本实用新型申请专利范围所做的等同变化，仍属于本实用新型所涵盖的范围。
Claims (8)
1.一种车载高清广角成像系统，从物侧到像侧包括具有正光焦度第一透镜组和具有正光焦度第二透镜组，所述的第一透镜组和第二透镜组之间设置有光阑，其特征在于所述的第一透镜组由负光焦度的第一透镜、负光焦度第二透镜、正光焦度的第三透镜和正光焦度的第四透镜组成，所述的第二透镜组由正光焦度的第五透镜、负光焦度的第六透镜、正光焦度的第七透镜和负光焦度的第八透镜组成，所述的第一透镜至第八透镜中的至少两个透镜为非球面透镜，所述的第二透镜组中至少有一对双胶合透镜，并且整个成像系统满足：0.92<Imeg/f<1.8；0.132<Imeg/TTL<0.245；其中，Imeg为最大半像高，TTL为光学总长，即第一透镜物侧面至成像面的轴上距离，f为成像系统焦距。
2.如权利要求1所述的一种车载高清广角成像系统，其特征在于所述的第一透镜为物侧面呈凸面的弯月结构，所述的第二透镜像侧面为凹面，所述的第三透镜为双凸透镜，所述的第四透镜为双凸透镜，所述的第五透镜为双凸透镜，所述的第六透镜为双凹透镜，所述的第七透镜为双凸透镜，所述的第八透镜为双凹透镜。
3.如权利要求1所述的一种车载高清广角成像系统，其特征在于所述的第五透镜与第六透镜相互胶合成一对双胶合透镜。
4.如权利要求1所述的一种车载高清广角成像系统，其特征在于所述的第二透镜、所述的第七透镜和所述的第八透镜为非球面透镜。
5.如权利要求4所述的一种车载高清广角成像系统，其特征在于所述的第七透镜和所述的第八透镜像侧面为非球面，可以有效减小像差，提高像质。
6.如权利要求1所述的一种车载高清广角成像系统，其特征在于所述的整个成像系统的焦距f满足：3mm≤f≤5mm；光学总长满足：22mm≤TTL≤35mm。
7.如权利要求1所述的一种车载高清广角成像系统，其特征在于所有的八片透镜材料均为玻璃透镜。
8.如权利要求7所述的一种车载高清广角成像系统，其特征在于所述的第一透镜的色散系数、所述的第三透镜的色散系数和所述的第六透镜的色散系数<40，所述的第二透镜的色散系数、所述的第四透镜的色散系数、所述的第五透镜的色散系数、所述的第七透镜的色散和所述第八透镜的色散系数>40。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN110161656A (zh) * | 2019-05-31 | 2019-08-23 | 宁波永新光学股份有限公司 | 一种车载高清广角成像系统 |
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