CN210270338U - 一种高清广角低畸变行车记录仪镜头 - Google Patents
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Abstract
一种高清广角低畸变行车记录仪镜头，包括镜筒、设置在镜筒内的透镜组以及滤色片，所述透镜组包括由物侧至像侧依次设置的第一至第六透镜，所述第一透镜为具有正的光焦度并凸向物方的弯月型镜片；所述第二透镜为具有正的光焦度并凸向物方的弯月型镜片；所述第三透镜为具有正的光焦度并凸向物方的弯月型镜片；所述第四透镜为具有正的光焦度双凸型镜片；所述第五透镜为具有正光焦度的双凸型镜片；所述第六透镜为具有负光焦度并凸向像方的弯月型镜片，所述第三透镜和第四透镜之间设有光阑元件，所述第五透镜和第六透镜组成胶合镜片，超广角对角170度，低失真度，TV畸变仅‑12％；镜头性价比高，同行业需要用7G才能达到效果，本实用新型设计6G达到。
Description
技术领域
本实用新型涉及摄像头技术领域，特别是涉及一种高清广角低畸变行车记录仪镜头。
背景技术
随着镜头和电子技术的发展，镜头已经不仅仅再局限于相机系统中。除了传统的DV拍摄，镜头也开始用于其他的各种视频采集环境下。例如监控系统对周围环境的拍摄，各种车辆装置包括汽车中的客车、货车、摩托车等，为了确保驾驶员在进行倒车动作时的安全性，避免与车、人或其它物体碰撞而造成损失，因此在车辆后部安装上本来只用于照相机的广角镜头，通过该镜头摄取外界物体的画面，通过线路传输让坐在驾驶室的驾驶员观看判断，确保车辆与其它物体之间的安全。但目前车载相机用的广角镜头，一般采用8片或8片以上的玻璃镜片组成，这种广角镜头不仅重量较重，性价比不高，而且在拍摄时，拍摄的画面畸变现象严重，导致景物失去原本的正确形状；为此，很多光学企业开发的广角镜头采用非球面技术，以减轻重量、成本和减小变形量，但该镜头的通光性能较弱，特别是随着镜片数量的减少，镜头长度比较短，不适合于一般对镜头长度有特定要求的DV系统。
有鉴于此，有必要提供一种能够解决上述技术问题的高清广角低畸变行车记录仪镜头。
发明内容
本实用新型的目的在于：克服现有技术的不足，提供一种超广角、低失真、低畸变，重量较轻、镜头性价比高的高清广角低畸变行车记录仪镜头。
为了实现上述目的，本实用新型提供了一种高清广角低畸变行车记录仪镜头，包括镜筒、设置在镜筒内的透镜组以及滤色片，所述透镜组包括由物侧至像侧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，所述第一透镜为具有正的光焦度并凸向物方的弯月型镜片；所述第二透镜为具有正的光焦度并凸向物方的弯月型镜片；所述第三透镜为具有正的光焦度并凸向物方的弯月型镜片；所述第四透镜为具有正的光焦度双凸型镜片；所述第五透镜为具有正光焦度的双凸型镜片；所述第六透镜为具有负光焦度并凸向像方的弯月型镜片，所述第三透镜和第四透镜之间设有光阑元件，所述第五透镜和第六透镜组成胶合镜片；所述第一透镜d光折射率为Nd≥1.74，阿贝常数为Vd≥44.71；所述第三透镜d光折射率为Nd≥1.74，阿贝常数为Vd≥44.71。
所述第一透镜物侧面为球面，其曲率半径为25.68mm，所述第一透镜像侧面为球面，其曲率半径为3.04mm，所述第一透镜的中心厚度为1.20mm。
所述第五透镜元件满足下面的条件公式：
1.8≥F5/F≥1.2，
其中F5表示第五透镜元件的焦距值，F表示高清广角低畸变行车记录仪镜头的整体焦距值。
所述第五透镜像面与第六透镜物面间的距离为0，且两者表面曲率半径相同；第五透镜像面和第六透镜物面均为球面，其曲率半径为-2.45mm。
所述滤色片设在所述第六透镜靠近像方的一侧，所述滤色片的厚度为1.00mm，滤色片物面和像面均为平面。
所述高清广角低畸变行车记录仪镜头总视场角ω满足下述公式：2ω＝140～170°。
所述高清广角低畸变行车记录仪镜头光学总长TTL为20.5mm。
所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜均为玻璃透镜。
所述镜筒为外径17.5mm的全金属材质外壳。
本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：
第一透镜采用高折射率低色散材料，有利于镜头收容更大视场角的光线，能有效导入140°视场角以上的光线并减小第一个镜片的口径，以避免体积过大；所述第五透镜和第六透镜组成胶合镜片，能有效改善光学系统的色差，能够有效控制高级像差的产生，从而利于提高整个光学系统的通光能力和解像能力，并有效降低接合面的加工和胶合工艺要求；全金属镜筒加全玻璃材质镜片，耐120度以上高温；光学总长TTL为20.5mm，超广角对角170度，低失真度；镜头性价比高，在设计上有重大突破，同行业需要用7G才能达到效果，本实用新型设计6G达到，且效果相等。
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
附图说明
图1为本实用新型高清广角低畸变行车记录仪镜头结构示意图。
图2为本实用新型高清广角低畸变行车记录仪镜头光路图。
图3为本实用新型光学性能曲线的色差曲线图。
图4为本实用新型光学性能曲线的像散曲线图。
图5为本实用新型光学性能曲线的畸变曲线图。
图6为本实用新型光学性能曲线的MTF曲线图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，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，本领域技术人员在没有作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。
本实用新型所述的一种高清广角低畸变行车记录仪镜头，包括镜筒、设置在镜筒内的透镜组以及滤色片，所述透镜组包括由物侧至像侧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，所述第一透镜为具有正的光焦度并凸向物方的弯月型镜片；所述第二透镜为具有正的光焦度并凸向物方的弯月型镜片；所述第三透镜为具有正的光焦度并凸向物方的弯月型镜片；所述第四透镜为具有正的光焦度双凸型镜片；所述第五透镜为具有正光焦度的双凸型镜片；所述第六透镜为具有负光焦度并凸向像方的弯月型镜片，所述第三透镜和第四透镜之间设有光阑元件，所述第五透镜和第六透镜组成胶合镜片；
所述第一透镜d光折射率为Nd≥1.7440，阿贝常数为Vd≥44.71；
所述第三透镜d光折射率为Nd≥1.9228，阿贝常数为Vd≥20.88。
所述第一透镜采用高折射率低色散材料，有利于镜头收容更大视场角的光线，能有效导入140°视场角以上的光线并减小第一个镜片的口径，以避免体积过大，阿贝常数越大，表述该常数对不同波长的光的折射作用的差异越小，而第三透镜采用低色散系数的材料，是有利于像差的优化。
所述第一透镜物侧面为球面，其曲率半径为25.68mm，所述第一透镜像侧面为球面，其曲率半径为3.04mm，所述第一透镜的中心厚度为1.20mm。
所述第五透镜元件满足下面的条件公式：
1.8≥F5/F≥1.2，
其中F5表示第五透镜元件的焦距值，F表示高清广角低畸变行车记录仪镜头的整体焦距值，此条件主要控制镜头的TTL长度，采用更小的TTL，缩小了镜头的体积。
所述滤色片设在所述第六透镜靠近像方的一侧，所述滤色片的厚度为1.00mm，滤色片物面和像面均为平面，过滤红外波段对成像的干扰，有效提升了镜头的成像品质。
所述高清广角低畸变行车记录仪镜头总视场角ω满足下述公式：2ω＝140～170°。
所述高清广角低畸变行车记录仪镜头光学总长TTL为20.5mm。
所述第五透镜和第六透镜组成胶合镜片，所述第五透镜像面与第六透镜物面间的距离为0，且两者表面曲率半径相同；第五透镜像面和第六透镜物面均为球面，其曲率半径为-2.45mm。
所述第五透镜和第六透镜分别是低分散的冕牌玻璃正透镜和高分散的火石玻璃负透镜粘接而成的消色差透镜。和单个透镜相比，消色差双胶合透镜的球差要小得多。能有效改善光学系统的色差，能够有效控制高级像差的产生，从而利于提高整个光学系统的通光能力和解像能力，并有效降低接合面的加工和胶合工艺要求。
所述第一透镜至所述第六透镜满足下面的条件公式：
F1＝+4.74185mm，F2＝+13.6177mm，
F3＝+44.76mm，F4＝+4.7218mm，
F5＝+4.37282mm，F6＝-4.10673mm，F＝2.7mm。
其中F1至F6表示第一透镜至第六透镜的焦距值，F表示整个镜头的有效焦距值。
所述高清广角低畸变行车记录仪镜头，在设计上有重大突破，使用6片玻璃镜片取代传统7G的设计方式，一方面可以减少镜片数量和重量，并降低成本，同行业需要用7G才能达到效果，我司设计6G达到，且效果相等；另一方面可有效校正光学系统中的像差，用最小的镜片数量达到令人满意的光学特性和较宽的总视场角；超广角对角170度；低失真度，TV畸变仅-12％；光圈F/NO:1.8，光学总长TTL为20.5mm，镜筒外径为17.5mm，外型美观高档，缩小了镜头的体积；全金属镜筒加全玻璃材质镜片，耐120度以上高温；像素500万以上；可以满足DV的特殊应用要求。
本实用新型适用范围：运动DV相机、行车记录仪、安防监控等摄像领域。
在本实施案例中，如图1所示，物方侧开始，第一透镜至第六透镜分别标记为L1至L6，再将各个镜面依次编号，第一透镜L1的镜面曲率半径为R1、R2，第二透镜L2的镜面曲率半径为R3、R4，第三透镜L3的镜面曲率半径为R5、R6，光阑面为R7，第四透镜L4的镜面曲率半径为R8、R9，第五透镜L5的镜面曲率半径为R10、R11，第六透镜L6的镜面曲率半径为R11、R12(第五透镜L5像面和第六透镜L6物面重合)，滤色片IR的镜面为R13、R14。
本实用新型光学系统参数表见表1：
表1
阿贝数vd＝(nd-1)/(nF-nC)，其中，nd、nF和nC分别是D光、F光和C光的折射率，D光、F光和C光分别是黄光、青光和红光。
图2为相应于本实施例的光路图(成像过程示意图)。图3至图6为相应于本实施例的光学性能曲线图，其中图3为色差曲线图(也可叫球差曲线图)，由常用的F，D，C三色光的波长来表示，单位为mm。图4为像散曲线图，由常用的F，D，C三色光的波长来表示，单位为nm。图5为畸变曲线图，表示不同视场角情况下的畸变大小值，单位为％。图6为MTF曲线图，代表了一个光学系统的综合解像水平。由图可知，该DV镜头已将各种像差补正到足以实用的水平。
在实际的光学性能测试过程中，光学规格为：
光学总长TTL＝20.5mm±0.3mm；
有效焦距EFL＝2.7mm±5％；
光圈F/NO＝1.8±5％；
光学后焦BFL(O)＝5.07；
机械后焦BFL(M)＝3.7；
像圆径Max Image
超广角对角Max FOV＝170°；
CONSTRUCTION为6G+IR650。
本实用新型是通过实施例来描述的，但并不对本实用新型构成限制，参照本实用新型的描述，所公开的实施例的其他变化，如对于本领域的专业人士是容易想到的，这样的变化应该属于本实用新型权利要求限定的范围之内。
Claims (9)
1.一种高清广角低畸变行车记录仪镜头，包括镜筒、设置在镜筒内的透镜组以及滤色片，其特征在于：所述透镜组包括由物侧至像侧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，所述第一透镜为具有正的光焦度并凸向物方的弯月型镜片；所述第二透镜为具有正的光焦度并凸向物方的弯月型镜片；所述第三透镜为具有正的光焦度并凸向物方的弯月型镜片；所述第四透镜为具有正的光焦度双凸型镜片；所述第五透镜为具有正光焦度的双凸型镜片；所述第六透镜为具有负光焦度并凸向像方的弯月型镜片，所述第三透镜和第四透镜之间设有光阑元件，所述第五透镜和第六透镜组成胶合镜片；所述第一透镜d光折射率为Nd≥1.7440，阿贝常数为Vd≥44.71；所述第三透镜d光折射率为Nd≥1.9228，阿贝常数为Vd≥20.88。
2.根据权利要求1所述的高清广角低畸变行车记录仪镜头，其特征在于：所述第一透镜物侧面为球面，其曲率半径为25.68mm，所述第一透镜像侧面为球面，其曲率半径为3.04mm，所述第一透镜的中心厚度为1.20mm。
3.根据权利要求1所述的高清广角低畸变行车记录仪镜头，其特征在于：所述第五透镜元件满足下面的条件公式：
1.8≥F5/F≥1.2，
其中F5表示第五透镜元件的焦距值，F表示高清广角低畸变行车记录仪镜头的整体焦距值。
4.根据权利要求1所述的高清广角低畸变行车记录仪镜头，其特征在于：所述第五透镜像面与第六透镜物面间的距离为0，且两者表面曲率半径相同；第五透镜像面和第六透镜物面均为球面，其曲率半径为-2.45mm。
5.根据权利要求1所述的高清广角低畸变行车记录仪镜头，其特征在于：所述滤色片设在所述第六透镜靠近像方的一侧，所述滤色片的厚度为1.00mm，滤色片物面和像面均为平面。
6.根据权利要求1所述的高清广角低畸变行车记录仪镜头，其特征在于：所述高清广角低畸变行车记录仪镜头总视场角ω满足下述公式：2ω＝140～170°。
7.根据权利要求1所述的高清广角低畸变行车记录仪镜头，其特征在于：所述高清广角低畸变行车记录仪镜头光学总长TTL为20.5mm。
8.根据权利要求1所述的高清广角低畸变行车记录仪镜头，其特征在于：所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜均为玻璃透镜。
9.根据权利要求1所述的高清广角低畸变行车记录仪镜头，其特征在于：所述镜筒为外径17.5mm的全金属材质外壳。
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