CN212965583U - 一种自动驾驶视觉系统的中距探测相机镜头 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种自动驾驶视觉系统的中距探测相机镜头，包括：第一镜片、第二镜片、第三镜片、光阑孔板、第四镜片、第五镜片、第六镜片、第七镜片、第八镜片；光阑孔板位于第三镜片和第四镜片之间；从相机镜头的物体空间到像面依次为：第一镜片、第二镜片、第三镜片、光阑孔板、第四镜片、第五镜片、第六镜片、第七镜片、第八镜片；第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片、第五镜片、第六镜片、第七镜片的像面的表面均镀有BBAR膜。本实用新型中的镜筒使用铝材AL6061，既减轻了重量，又提高了镜头的强度。本实用新型的镜片部分表面镀BBAR膜以减少反射光，在很大程度上吸收并分散了镜头内部产生的杂散光，使像面的杂散光能量大幅减少。

Description

一种自动驾驶视觉系统的中距探测相机镜头

技术领域

本实用新型涉及一种相机镜头，具体涉及一种在满足中距离自动驾驶成像系统的同时，拥有高广角，低畸变，宽DOF，超高稳定性的特点的自动驾驶视觉系统的中距探测相机镜头。

背景技术

现阶段，自动驾驶技术发展正如火如荼，受到高端汽车智能化影响，人工智能、通讯与感测技术的不断发展，我们距离实现自动驾驶又更近一步。无论是科技企业，还是传统汽车车厂都开始投入大量研发资源推动完全自动化发展。3D摄影技术是实现自动驾驶中的重中之重。

传统技术制造的镜头在夜间时遇到强光后成像会出现星芒或者鬼影。传统技术制造的镜头稳定性差，在高温高湿环境或其他恶劣条件中，功能会发生变化；传统技术制造的镜头存在畸变，影响视觉体验，在自动驾驶中缺点明显。

导致上述缺点的原因：1、相机的镜头是由多枚镜片构成的，镜片则是采用玻璃或塑料等材料制造，如果不进行特殊处理，镜头表面会反射大约5％左右的入射光线。当强光进入镜头时，各枚镜片和相机内部会产生多次反射，从而在实际拍摄中我们所看到的现象便是鬼影。另外由于镜片的传统装配镜头工艺，容易造成镜片的划伤，从而造成杂光现象中所看到的星芒。

2、一般来说，镜头畸变实际上是光学透镜固有的透视失真的总称，也就是因为透视原因造成的失真，因为这是透镜的固有特性(凸透镜汇聚光线、凹透镜发散光线)，所以无法消除，只能改善。

3、镜头中的镜片，都是又不同材料的不同工艺所生产，这就导致了镜片的多样性，但同时也存在不稳定的风险。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的主要目的在于提供一种在满足中距离自动驾驶成像系统的同时，拥有高广角，低畸变，宽DOF，超高稳定性的自动驾驶视觉系统的中距探测相机镜头。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种自动驾驶视觉系统的中距探测相机镜头，所述自动驾驶视觉系统的中距探测相机镜头包括：第一镜片、第二镜片、第三镜片、光阑孔板、第四镜片、第五镜片、第六镜片、第七镜片、第八镜片；

光阑孔板上开有光阑孔，光阑孔板位于第三镜片和第四镜片之间；

从相机镜头的物体空间到像面依次为：第一镜片、第二镜片、第三镜片、光阑孔板、第四镜片、第五镜片、第六镜片、第七镜片、第八镜片；

第三镜片设置有与外框配合的平台部分，第四镜片和第五镜片安装后，第四镜片和第五镜片形成与外框配合的台阶部分，第五镜片的径向长度短于第四镜片的径向长度；

第一镜片的物面的上下角设置有与外框配合的斜坡面。

第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片、第五镜片、第六镜片、第七镜片的像面的表面均镀有BBAR膜。

在本实用新型的具体实施例子中，所述第一镜片的物面为球面，曲率半径为14.3072mm，第一镜片的中心厚度为4.5051mm；第一镜片的像面为球面，曲率半径为45.7746mm，第一镜片的像面距离第二镜片物面的中心顶点的距离为1.1759mm。

在本实用新型的具体实施例子中，所述第二镜片的物面为球面，曲率半径为19.1253mm，第二镜片的中心厚度为2.1832mm；第二镜片的像面为球面，曲率半径为19.1253mm，第二镜片的像面距离第三镜片物面的中心顶点的距离为0.1000mm。

在本实用新型的具体实施例子中，所述第三镜片的物面为球面，曲率半径为8.7955mm，第三镜片的中心厚度为4.6512mm；第三镜片的像面为球面，曲率半径为65.0501mm，第三镜片的像面距离光阑孔板的距离为2.1262mm。

在本实用新型的具体实施例子中，所述第四镜片的物面为球面，曲率半径为7.1659mm，第四镜片的中心厚度为1.6711mm；第四镜片的像面为球面，曲率半径为4.3625mm，第四镜片的像面距离第五镜片像面的中心顶点的距离为0mm。

在本实用新型的具体实施例子中，所述第五镜片的物面为球面，曲率半径为4.3625mm，第五镜片的中心厚度为4.3602mm；所述第五镜片的像面为球面，曲率半径为9.1851mm，所述第五镜片的像面的中心顶点距离第六镜片像面的中心顶点的距离为2.4201mm。

在本实用新型的具体实施例子中，所述第六镜片的物面为球面，曲率半径为4.0122mm，第六镜片中心厚度为1.7722mm；所述第六镜片的像面为球面，曲率半径为14.0978mm，第六镜片的像面的中心顶点距离第七镜片像面的中心顶点的距离为0.1000mm。

在本实用新型的具体实施例子中，所述第七镜片的物面为球面，曲率半径为38.1455mm，第七镜片的中心厚度为1.8174mm；所述第七镜片的像面为球面，曲率半径为20.1554，所述第七镜片的像面距离第八镜片像面的中心顶点的距离为0.5000mm。

在本实用新型的具体实施例子中，所述第八镜片为芯片保护玻璃物面，第八镜片厚度为0.5000mm。

在本实用新型的具体实施例子中，所述光阑孔板距离第四镜片物面中心顶点的距离为0.022mm。

本实用新型的积极进步效果在于：本实用新型提供的自动驾驶视觉系统的中距探测相机镜头有如下优点：本实用新型中的镜筒使用铝材AL6061，既减轻了重量，又提高了镜头的强度。本实用新型具有高环境适应性，能够通过车载用途的可靠性测试，防水防尘等级达到IP54。本实用新型的镜片部分表面镀BBAR膜以减少反射光，在很大程度上吸收并分散了镜头内部产生的杂散光，使像面的杂散光能量大幅减少。本实用新型镜头的畸变小，能有效拍出最真实的照片。本实用新型的光圈大，可以增大通光量，缩小景深，使画面更明亮，利于夜景拍摄。本实用新型的镜头在车载视觉系统中用于在60m的中距离成像时，性能表现更加优异。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

下面是本实用新型中标号对应的名称：

第一镜片1、第二镜片2、第三镜片3、第四镜片4、第五镜片5、第六镜片6、第七镜片7、第八镜片8、光阑孔板9。

具体实施方式

下面结合附图给出本实用新型较佳实施例，以详细说明本实用新型的技术方案。

图1为本实用新型的整体结构示意图，如图1所示，本实用新型提供的自动驾驶视觉系统的近距探测相机镜头，包括第一镜片1、第二镜片2、第三镜片3、光阑孔板10、第四镜片4、第五镜片5、第六镜片6、第七镜片7、第八镜片8、光阑孔板9上开有光阑孔，光阑孔板位于第三镜片和第四镜片之间。

从相机镜头的物体空间到像面依次为：第一镜片1、第二镜片2、第三镜片3、光阑孔板9、第四镜片4、第五镜片5、第六镜片6、第七镜片7、第八镜片8。

第三镜片3设置有与外框配合的平台部分，第四镜片4和第五镜片5安装后，第四镜片4和第五镜片5形成与外框配合的台阶部分，第五镜片5的径向长度短于第四镜片4的径向长度。

第一镜片1的物面的上下角设置有与外框配合的斜坡面。

第一镜片1、第二镜片2、第三镜片3、第四镜片4、第五镜片5、第六镜片6、第七镜片7的像面的表面均镀有BBAR膜。

表格1为本实用新型中各个镜片的相关参数，结合附图1和表格1，给出本实用新型的具体实施例子。

第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片、第五镜片、第六镜片、第七镜片的像面的表面均镀有BBAR膜。

通过光学设计软件模拟出的单片式镜头参数如下：

焦距 12.047mm

光圈 F/#＝2.6

TTL＝26.48

表格1中列出了该设计的详细参数，第一行列举了该镜头的主要参数焦距f＝12.047mm，光圈F/#＝2.6，光学轨迹总长TTL＝26.48。

表格1的标题栏中列出了：“表面”，“类型”，“曲率半径”，“厚度”，“折射率”和“阿贝系数”。镜片元件材料由折射率和阿贝系数来定义的。在表格1中，“折射率”列中的一个空白单元格表示其旁边的“厚度”单元格里的值是到下一个镜片表面顶点的距离。“折射率”列提供的是镜片材料在波长588nm时的折射率。

在表格1中，物面曲率半径为无穷大，即平面，距离下一表面(镜片1物面)中心顶点无穷远。

在上表中：表面1为第一镜片1物面，该面为球面，曲率半径为14.3072mm，距离下一表面(第一镜片1的像面)中心顶点4.5051mm，即第一镜片1中心厚度为4.5051mm，折射率为1.8688930，阿贝系数31.160567。

表面2为第一镜片1像面，该面为球面，曲率半径为45.7746mm，距离下一表面(第二镜片2物面)1.1759mm。

表面3为第二镜片2物面，该面为球面，曲率半径为19.1253mm，距离下一表面(第二镜片2像面)中心顶点2.1832mm，即第二镜片2中心厚度为2.1832mm，折射率为1.592832，阿贝系数68.621432。

表面4为第二镜片2像面，该面为球面，曲率半径为19.1253mm，距离下一表面(第三镜片3物面)0.1000mm。

表面5为第三镜片3物面，该面为球面，曲率半径为8.7955mm，该面中心顶点距离下一表面(第三镜片3像面)中心顶点4.6512mm，即第三镜片3中心厚度4.6512mm，折射率为1.701523，阿贝系数41.14575。

表面6为第三镜片3的像面，该面为球面，曲率半径为65.0501mm，距离下一表面(光阑孔)2.1262mm。

表面7为光阑孔面，光阑孔为虚拟面，厚度无穷小,距离下一镜片表面(第四镜片4物面)中心顶点0.022mm。

表面8为第四镜片4物面，该面为球面，曲率半径为7.1659mm，该面中心顶点距离下一表面(第四镜片4像面)中心顶点1.6711mm，即第四镜片4中心厚度1.6711mm，折射率为1.602824，阿贝系数38.624378。

表面9为第四镜片4像面，由于该面与镜片5的物面间距为0且表面曲率半径相同，因此，表面9既为第四镜片4的像面亦为第五镜片5的物面，该面为球面，曲率半径为4.3625mm，距离下一表面(第五镜片5像面)4.3602mm，及第五镜片5的中心厚度为4.3602mm，折射率为1.755021，阿贝系52.329543。

表面10为第五镜片5像面，该面为球面，曲率半径为9.1851mm，该面中心顶点距离下一表面中心顶点2.4201mm。

表面11为第六镜片6的物面，该面为球面，曲率半径为4.0122mm，该面中心顶点距离下一表面(第六镜片6的像面)中心顶点1.7722mm，即第六镜片6中心厚度1.7722mm，折射率为1.805189，阿贝系数25.47766。

表面12为第六镜片6像面，该面为球面，曲率半径为14.0978mm，距离下一表面(第七镜片7像面)中心顶点0.1000mm。

表面13为第七镜片7物面，该面为球面，曲率半径为38.1455mm，该面中心顶点距离下一表面(第七镜片7的像面)中心顶点1.8174mm，即第七镜片7中心厚度1.8174mm，折射率为1.953749，阿贝系数32.31804。

表面14为第七镜片7像面，该面为球面，曲率半径为20.1554mm，距离下一表面(芯片保护玻璃物面即第八镜片8物面)中心顶点0.5000mm。

表面15为芯片保护玻璃物面，该面为平面，曲率半径无穷大，距离下一表面(芯片保护玻璃像面)0.5000mm，即芯片保护玻璃厚0.5000mm，折射率为1.516797，阿贝系数64.2124。

表面16为芯片保护玻璃像面，该面为平面，曲率半径无穷大，距离下一表面(像面)2.0006mm。

表面17为镜头成像面。

在具体的实施过程中，本实用新型中镜筒使用铝材AL6061，既减轻了重量，又提高了镜头的强度。

本实用新型具有高环境适应性，能够通过车载用途的可靠性测试，防水防尘等级达到IP54。

本实用新型的所有的镜片部分表面均可以镀BBAR膜以减少反射光，在很大程度上吸收并分散了镜头内部产生的杂散光，使像面的杂散光能量大幅减少。

本实用新型镜头的畸变小，能有效拍出最真实的照片。

本实用新型的光圈大，可以增大通光量，缩小景深，使画面更明亮，利于夜景拍摄。

本实用新型的镜头在车载视觉系统中用于在60m的中距离成像时，性能表现更加优异。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内，本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种自动驾驶视觉系统的中距探测相机镜头，其特征在于：所述自动驾驶视觉系统的中距探测相机镜头包括：第一镜片、第二镜片、第三镜片、光阑孔板、第四镜片、第五镜片、第六镜片、第七镜片、第八镜片；

光阑孔板上开有光阑孔，光阑孔板位于第三镜片和第四镜片之间；

从相机镜头的物体空间到像面依次为：第一镜片、第二镜片、第三镜片、光阑孔板、第四镜片、第五镜片、第六镜片、第七镜片、第八镜片；

第三镜片设置有与外框配合的平台部分，第四镜片和第五镜片安装后，第四镜片和第五镜片形成与外框配合的台阶部分，第五镜片的径向长度短于第四镜片的径向长度；

第一镜片的物面的上下角设置有与外框配合的斜坡面；

第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片、第五镜片、第六镜片、第七镜片的像面的表面均镀有BBAR膜。

2.根据权利要求1所述的自动驾驶视觉系统的中距探测相机镜头，其特征在于：所述第一镜片的物面为球面，曲率半径为14.3072mm，第一镜片的中心厚度为4.5051mm；第一镜片的像面为球面，曲率半径为45.7746mm，第一镜片的像面距离第二镜片物面的中心顶点的距离为1.1759mm。

3.根据权利要求1所述的自动驾驶视觉系统的中距探测相机镜头，其特征在于：所述第二镜片的物面为球面，曲率半径为19.1253mm，第二镜片的中心厚度为2.1832mm；第二镜片的像面为球面，曲率半径为19.1253mm，第二镜片的像面距离第三镜片物面的中心顶点的距离为0.1000mm。

4.根据权利要求1所述的自动驾驶视觉系统的中距探测相机镜头，其特征在于：所述第三镜片的物面为球面，曲率半径为8.7955mm，第三镜片的中心厚度为4.6512mm；第三镜片的像面为球面，曲率半径为65.0501mm，第三镜片的像面距离光阑孔板的距离为2.1262mm。

5.根据权利要求1所述的自动驾驶视觉系统的中距探测相机镜头，其特征在于：所述第四镜片的物面为球面，曲率半径为7.1659mm，第四镜片的中心厚度为1.6711mm；第四镜片的像面为球面，曲率半径为4.3625mm，第四镜片的像面距离第五镜片像面的中心顶点的距离为0mm。

6.根据权利要求1所述的自动驾驶视觉系统的中距探测相机镜头，其特征在于：所述第五镜片的物面为球面，曲率半径为4.3625mm，第五镜片的中心厚度为4.3602mm；所述第五镜片的像面为球面，曲率半径为9.1851mm，所述第五镜片的像面的中心顶点距离第六镜片像面的中心顶点的距离为2.4201mm。

7.根据权利要求1所述的自动驾驶视觉系统的中距探测相机镜头，其特征在于：所述第六镜片的物面为球面，曲率半径为4.0122mm，第六镜片中心厚度为1.7722mm；所述第六镜片的像面为球面，曲率半径为14.0978mm，第六镜片的像面的中心顶点距离第七镜片像面的中心顶点的距离为0.1000mm。

8.根据权利要求1所述的自动驾驶视觉系统的中距探测相机镜头，其特征在于：所述第七镜片的物面为球面，曲率半径为38.1455mm，第七镜片的中心厚度为1.8174mm；所述第七镜片的像面为球面，曲率半径为20.1554，所述第七镜片的像面距离第八镜片像面的中心顶点的距离为0.5000mm。

9.根据权利要求1所述的自动驾驶视觉系统的中距探测相机镜头，其特征在于：所述第八镜片为芯片保护玻璃物面，第八镜片厚度为0.5000mm。

10.根据权利要求1所述的自动驾驶视觉系统的中距探测相机镜头，其特征在于：所述光阑孔板距离第四镜片物面中心顶点的距离为0.022mm。

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