CN211086779U - 光学镜头、摄像光学装置及车载监控摄像头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光学镜头、摄像光学装置及车载监控摄像头，该镜头包括从物方到像方依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，所述第一透镜具有正光焦度且凸面朝向物方，所述第二透镜具有负光焦度且凸面朝向物方，所述第三透镜具有正光焦度且凸面朝向像方，所述第四透镜具有正光焦度且凸面朝向像方，所述第二透镜、第三透镜和第四透镜中至少一个为塑胶非球面透镜。该镜头能够在保持镜头短小、轻量化的前提下，满足低畸变、低成本、抗环境因素干扰、高解像力的成像质量要求。此外，通过将本实用新型的摄像光学装置用于车载监控摄像头等设备中，能够将高质量的图像输入功能紧凑地附加到设备中，且适用于较广的温度范围。

Description

光学镜头、摄像光学装置及车载监控摄像头

技术领域

本实用新型涉及光学成像技术，尤其涉及一种玻塑混合的光学镜头、利用该光学镜头及摄像元件摄入被摄对象的影像作为电信号输出的摄像光学装置、搭载该摄像光学装置的车载监控摄像头。

背景技术

随着汽车智能安全驾驶的不断发展，对车载监控成像镜头的要求不断提高。在保持镜头小视场较高细节分辨能力以及镜头短小、轻量化的前提下，对于镜头的生产成本以及监控事实的还原度、抗环境干扰等因素的要求越来越高。而目前在仅有的小视场监控镜头中，大多采用全玻架构，为了修正成像畸变以及系统像差，视角60°需要用到4到6片镜片，从而大大增加了镜头生产制造成本。

发明内容

本实用新型的目的在于，在保持镜头短小、轻量化的前提下，提供一种畸变小、成本低、抗环境因素干扰的光学镜头、摄像光学装置及车载监控摄像头。

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

根据本实用新型的一方面，提供了一种光学镜头，包括从物方到像方依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，所述第一透镜具有正光焦度且凸面朝向物方，所述第二透镜具有负光焦度且凸面朝向物方，所述第三透镜具有正光焦度且凸面朝向像方，所述第四透镜具有正光焦度且凸面朝向像方，所述第二透镜、第三透镜和第四透镜中至少一个为塑胶非球面透镜。

在一实施例中，该光学镜头的所述第一透镜和第三透镜为玻璃球面透镜，所述第二透镜和第四透镜为塑胶非球面透镜。

在一实施例中，该光学镜头的所述第一透镜满足3＜F1/F＜5，F1为第一透镜焦距值，F为光学镜头整体焦距值。

在一实施例中，该光学镜头的所述第一透镜满足0.6＜r1/r2＜0.8，r1为第一透镜物侧方曲率半径值，r2为第一透镜像侧方曲率半径值。

在一实施例中，该光学镜头的所述第二透镜满足2.0＜r3/r4＜3.5，r3为第二透镜物侧方曲率半径值，r4为第二透镜像侧方曲率半径值。

在一实施例中，该光学镜头的所述的第三透镜满足F3/F＜2，F3为第三透镜焦距值，F为光学镜头整体焦距值。

在一实施例中，该光学镜头的所述第四透镜满足1.0＜F4/F＜2.0，F4为第四透镜焦距值，F为光学镜头整体焦距值。

在一实施例中，该光学镜头的还包括光阑，所述光阑位于任意相邻的两个所述透镜之间。

根据本实用新型的另一方面，还提供一种摄像光学装置，具有上述任一光学镜头和将其形成的光学像转换为电信号的摄像元件，以在所述摄像元件的摄像面上形成被摄对象的光学像的方式设置所述光学镜头。

根据本实用新型的又一方面，还提供了一种车载监控摄像头，具有上述摄像光学装置，从而附加有被摄对象的静态图像拍摄、动态图像拍摄中的至少一种功能。

本实用新型实施例的有益效果是：采用本实用新型的结构，能够在保持镜头小视场较高细节分辨能力以及镜头短小、轻量化的前提下，满足低畸变、低成本、抗环境因素干扰、高解像力的成像质量要求。而且，通过将本实用新型的摄像光学装置用于车载监控摄像头等设备中，能够将高质量的图像输入功能紧凑地附加到设备中，适用于较广的温度范围。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本实用新型的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。

图1是本实用新型的光学镜头的结构示意图，其中，图1左侧为物方，图1右侧为像方；

图2是本实用新型的一实施例25℃时MTF曲线图；

图3是本实用新型的一实施例25℃时离焦曲线图；

图4是本实用新型的一实施例-40℃时离焦曲线图；

图5是本实用新型的一实施例85℃时离焦曲线图；

图6是本实用新型的一实施例场曲、畸变曲线图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型的光学镜头、摄像光学装置、数码设备等进行说明。注意，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本实用新型的保护范围进行任何限制。

图1为本实用新型的光学镜头的结构示意图，其中，图1左侧为物方，图1右侧为像方；如图1所示，本实用新型公开了一种光学镜头，包括从物方到像方依次设置的第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4，第一透镜L1具有正光焦度且凸面朝向物方，第二透镜L2具有负光焦度且凸面朝向物方，第三透镜L3具有正光焦度且凸面朝向像方，第四透镜L4具有正光焦度且凸面朝向像方，第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4中至少一个为塑胶非球面透镜。由于塑胶非球面透镜的可优化空间较大，因此相较于现有技术中的全玻架构，能够使镜头结构更紧凑。通过设置至少一个非球面，能够有效控制畸变，成像画面还原度高，失真小。

在本实施例中，第一透镜L1和第三透镜L3为玻璃球面透镜，第二透镜L2和第四透镜L4为塑胶非球面透镜。

优选满足以下条件：第一透镜L1满足3＜F1/F＜5，F1为第一透镜焦距值，F为光学镜头整体焦距值。第一透镜L1满足0.6＜r1/r2＜0.8，r1为第一透镜物侧方曲率半径值，r2为第一透镜像侧方曲率半径值。第二透镜L2满足2.0＜r3/r4＜3.5，r3为第二透镜物侧方曲率半径值，r4为第二透镜像侧方曲率半径值。第三透镜L3满足F3/F＜2，F3为第三透镜焦距值，F为光学镜头整体焦距值。第四透镜L4满足1.0＜F4/F＜2.0，F4为第四透镜焦距值，F为光学镜头整体焦距值。

通过按照上述条件合理分配光焦度，镜头可适用于较广的温度范围，光学成像性能稳定；除此之外，鬼影可实现有效控制，满足监控镜头成像质量要求。此外，本光学透镜还包括光阑，光阑位于任意相邻的两个透镜之间。在本实施例中光阑STOP位于第二透镜L2和第三透镜L3之间。

在本实施例中，各个光学参数如下：

上表中光阑、滤色片和保护玻璃表面的曲率半径为Infinity时，表示此表面为平面。

本实施例中，该光学镜头的有效焦距F＝3.5；光圈数FNO＝2.0；总视场角FOV＝64°；光学畸变1.2％；光学镜头总长TTL＝11.4mm；

各非球面面型描述如下：

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、E、F、G、H为非球面高次项系数。

非球面S3、S4、S8、S9的各项参数如下：

面序号	k	A	B	C	D	E	F	G	H
										S3	-5.918	0.044	-0.035	0.043	-0.036	0.018	-5.433e-3	8.799e-4	-5.972e-5
S4	-0.731	0.121	-0.293	1.312	-3.259	4.91	-4.368	2.114	-0.427
										S8	-2.411	0.011	-0.042	0.06	-0.046	0.021	-6.654e-3	1.408e-3	-1.52e-4
S9	-0.426	0.013	-1.815e-4	-3.925e-3	5.453e-3	-2.599e-3	4.844e-4	-3.268e-7	-6.78e-6

图2为本实施例光学镜头的MTF解像曲线图，代表了一个光学系统的综合解像力水平，物距在无穷远，其中，横坐标的是空间频率，单位lp/mm，纵坐标是对比度，TS0.00(deg)代表0°视场角度T子午方向S弧矢方向所能达到的分辨率对比度；

图3为图1的光学镜头在25℃环境下的离焦曲线图，其中的不同曲线代表不同视场；图4为图1的光学镜头在-40℃环境下中心视场(0,0)的离焦曲线图；图5为图1的光学镜头在85℃环境下中心视场(0,0)的离焦曲线图；图3～5均由红外940nm波段的波长表示，单位mm，其中，横坐标代表离焦量，TS0.00(deg)代表0°视场角度T子午方向S弧矢方向所能达到的分辨率对比度；

由图2和图3知，解像频率83lp/mm，环境温度25℃下，中心(0,0)视场MTF可接近0.78，并且离焦曲线集中度高，解像力高。由图4和图5知，解像频率83lp/mm，环境温度-40℃以及85℃，中心(0,0)视场相对于室温状态(25℃)中心(0,0)视场的光焦面的偏移量可控制在10um以内，说明该玻塑混合监控镜头可适应较广的环境温度，光学性能温度稳定性高。

图6为本实施例的场曲、畸变曲线图，由红外940nm波段表示，场曲的单位是mm，畸变的单位是％，图6中左侧曲线图，横坐标是离焦量，纵坐标是归一化视场。右侧曲线图，横坐标是畸变百分比，纵坐标是归一化视场。由图6可以看出，本实用新型的光学镜头的畸变较小，畸变量能够控制在3％以内。

作为上述光学镜头的应用，本实用新型还公开了一种摄像光学装置，具有上述任一实施例所述的光学透镜和将其形成的光学像转换为电信号的摄像元件，以在所述摄像元件的摄像面上形成被摄对象的光学像的方式设置所述光学透镜。该摄像光学装置在保持镜头小视场较高细节分辨能力以及镜头短小、轻量化的前提下，生产成本较低，且对监控事实的还原度高、抗环境干扰能力强。

搭载有上述摄像光学装置的车载监控摄像头也在本实用新型公开和保护范围之内。本领域技术人员容易理解地，还可将上述光学镜头及摄像光学装置应用于其他设备上，包括数码相机、摄像机、监控摄像头、视频电话用摄像头、内窥镜等，另外，还包括内置或外接于个人电脑、数码设备(例如，移动电话、笔记本电脑等小型且能够移动的信息设备终端)、这些设备的周边设备(扫描仪、打印机等)、其他的数码设备等的摄像头。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上所述仅为本申请的较佳实例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种光学镜头，其特征在于：包括从物方到像方依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，所述第一透镜具有正光焦度且凸面朝向物方，所述第二透镜具有负光焦度且凸面朝向物方，所述第三透镜具有正光焦度且凸面朝向像方，所述第四透镜具有正光焦度且凸面朝向像方，所述第二透镜、第三透镜和第四透镜中至少一个为塑胶非球面透镜。

2.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于：所述第一透镜和第三透镜为玻璃球面透镜，所述第二透镜和第四透镜为塑胶非球面透镜。

3.根据权利要求2所述的光学镜头，其特征在于：所述第一透镜满足3＜F1/F＜5，F1为第一透镜焦距值，F为光学镜头整体焦距值。

4.根据权利要求3所述的光学镜头，其特征在于：所述第一透镜满足0.6＜r1/r2＜0.8，r1为第一透镜物侧方曲率半径值，r2为第一透镜像侧方曲率半径值。

5.根据权利要求4所述的光学镜头，其特征在于：所述第二透镜满足2.0＜r3/r4＜3.5，r3为第二透镜物侧方曲率半径值，r4为第二透镜像侧方曲率半径值。

6.根据权利要求5所述的光学镜头，其特征在于：所述的第三透镜满足F3/F＜2，F3为第三透镜焦距值，F为光学镜头整体焦距值。

7.根据权利要求6所述的光学镜头，其特征在于：所述第四透镜满足1.0＜F4/F＜2.0，F4为第四透镜焦距值，F为光学镜头整体焦距值。

8.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于：还包括光阑，所述光阑位于任意相邻的两个所述透镜之间。

9.一种摄像光学装置，其特征在于：具有如权利要求1～8中任一所述的光学镜头和将其形成的光学像转换为电信号的摄像元件，以在所述摄像元件的摄像面上形成被摄对象的光学像的方式设置所述光学镜头。

10.一种车载监控摄像头，其特征在于：具有如权利要求9所述的摄像光学装置，从而附加有被摄对象的静态图像拍摄、动态图像拍摄中的至少一种功能。

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