CN213023736U

CN213023736U - 一种新型智能车载超广角镜头

Info

Publication number: CN213023736U
Application number: CN202021623558.2U
Authority: CN
Inventors: 汪俊朋
Original assignee: Weihai Enteng Photoelectric Technology Co ltd
Current assignee: Weihai Enteng Photoelectric Technology Co ltd
Priority date: 2020-08-07
Filing date: 2020-08-07
Publication date: 2021-04-20
Anticipated expiration: 2030-08-07

Abstract

本实用新型公开了一种新型智能车载超广角镜头，包括自物面至像面同轴依序设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜；第一透镜与第二透镜间设置有光阑，第三透镜与第四透镜组合成胶合透镜；第一透镜为具有负光焦度凸面朝向物方的弯月透镜，第二透镜为具有正光焦度的双凸透镜，第三透镜为具有正光焦度的双凸透镜，第四透镜为具有负光焦度的弯月透镜。本实用新型为四片球面玻璃镜片设计，可实现对角拍摄最大180度，具有视场角大、结构简单、分辨率高的优点，适用于智能车载超广角镜头。

Description

一种新型智能车载超广角镜头

技术领域

本实用新型涉及一种超广角镜头，尤其涉及一种新型智能车载超广角镜头。

背景技术

广角镜头是一种能够将摄像范围以更宽阔的视角进行拍摄的镜头，根据广角镜头视角范围大的这种特质，其通常被广泛应用在监控用或车载用的摄像装置上。近年来，移动装置、车用装置、运动装置及安全监控装置等领域的产品镜头也在朝向轻、薄、短小的设计趋势而发展；而在镜头模块小型化的过程中，人们还希望镜头兼具有较高的像素和视场角，才方便于撷取更宽广的视野范围。现有智能车载拍照镜头的视场角不够高，容易导致拍照监控范围太小、存在诸多拍照死角等问题，也不利于清楚有效的记录还原事发经过，已不能满足智能车载镜头对越来越高的图像分辨率和清晰度的要求。因此，如何能够设计一款小型化、大视场角，且拥有较高成像质量的新型智能车载超广角镜头已成为目前本领域人士所极力研究的议题。

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新型智能车载超广角镜头。

为了解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种新型智能车载超广角镜头，包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜；第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜自物面至像面同轴依序设置；

第一透镜与第二透镜间设置有光阑，第三透镜与第四透镜组合成胶合透镜；

第一透镜为具有负光焦度凸面朝向物方的弯月透镜，第二透镜为具有正光焦度的双凸透镜，第三透镜为具有正光焦度的双凸透镜，第四透镜为具有负光焦度的弯月透镜；

设该智能车载超广角镜头的整个光线系统焦距为f，第一透镜、第二透镜、胶合透镜的焦距分别为f1、f2、f3-4；

第一透镜的焦距范围为：1.3<|f1|/f<1.6，

第二透镜的焦距范围为：2.2<|f2|/f<2.6，

胶合透镜的焦距范围为：3.4<|f3-4|/f<4.0。

进一步地，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜均为玻璃球面镜片。

进一步地，该智能车载超广角镜头长度TTL与整个光学系统焦距值F满足TTL/f≤6.85。

进一步地，该智能车载超广角镜头的长度TTL≤20.5mm。

进一步地，第一透镜的折射率Nd为1.6<Nd<1.8，色散率Vd为50<Vd<60；

第二透镜的折射率Nd为1.6<Nd<1.8，色散率Vd为50<Vd<60；

第三透镜的折射率Nd为1.6<Nd<1.8，色散率Vd为50<Vd<60；

第四透镜的折射率Nd为1.8<Nd<2.0，色散率Vd为20<Vd<30。

本实用新型公开了一种新型智能车载超广角镜头，采用四片球面玻璃镜片设计，可以实现至对角拍照最大角度180度，具有视场角较大、拍摄范围广的优点，有利于减少拍摄时存在的死角；并且，本新型所公开的新型智能车载超广角镜头的结构简单紧凑、透镜数量少，适应于智能车载超广角镜头的小型化设计，有利于降低镜头的生产成本。

附图说明

图1为本实用新型的系统组成结构图。

图2为光线从实施例一进入的路径图。

图3为实施例一的MTF解像曲线图。

图4为实施例一的离焦曲线图。

图5为实施例一的像散曲线图。

图6为实施例一的光学畸变图。

图7为实施例一的点列图

图中：1、第一透镜；2、光阑；3、第二透镜；4、第三透镜；5、第四透镜；6、像面；7、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。

如图1所示，为本实用新型所公开的新型智能车载超广角镜头的系统组成图，该智能车载超广角镜头包括自物面7至像面6同轴依序设置的第一透镜1、第二透镜3、第三透镜4、第四透镜5；

在第一透镜1和第二透镜3之间设置了光阑2，通过光阑2限制在经过第一镜头进入第二镜头时光学的通量；

其中，第一透镜1采用具有负光焦度凸面朝向物方的弯月透镜，第一透镜1具有负光焦度，可以最大视场角接收外界光线，并修正部分像差；第二透镜3采用具有正光焦度的双凸透镜，第二透镜3具有正光焦度，用于接收第一透镜的光线，并将光线汇聚；第三透镜4采用具有正光焦度的双凸透镜，第四透镜5采用具有负光焦度的弯月透镜，第三透镜4在前，第四透镜5在后，两者共同组合成胶合透镜组，有效的消除色差；

为使第一透镜1、第二透镜3、第三透镜4、第四透镜5具备上述性能，其光线系统的性能应满足相应的条件，将整个光线系统焦距表示为f，第一透镜1、第二透镜3、胶合透镜的焦距分别为f1、f2、f3-4，则光学系统应满足的条件具体如下：

第一透镜的焦距范围为：1.3<|f1|/f<1.6，

第二透镜的焦距范围为：2.2<|f2|/f<2.6，

胶合透镜的焦距范围为：3.4<|f3-4|/f<4.0。

对于第一透镜1的焦距范围限定，可限制第一透镜具有负光焦度，对光线起发散作用，主要用于接收较大角度范围的光线。当|f1|/f小于下限1.3时，第一透镜需要具有相对较小的曲率半径，会增大镜片的面张角，不利于加工生产，而且会使周边成像时的影像畸变增大；而当|f1|/f大于上限1.6时，会降低系统的视场角，这样必须通过增大镜片的有效径来保证视场角，从而会加大镜头的尺寸，不利于镜头的小型化设计初衷。

对于第二透镜3的焦距范围限定，可限制第二透镜为具有正光焦度的双凸透镜，主要用于将经过第一透镜组的光线汇聚并平衡像差。当|f2|/f大于上限2.6时，会增大系统的高级像差，影响成像质量；当|f2|/f小于下限2.2时，系统畸变将很难校正，并导致成像周边影像的光亮度下降。

并且，对于本本实用所公开的新型智能车载超广角镜头，四个透镜均为全玻璃材质镜片，具有良好的像差特性，视场角最高可达180度。同时所有透镜都采用球面设计，具有成像质量好，加工难度低、生产成本较低的优点。

该智能车载超广角镜头的光学系统长度TTL与整个光学系统焦距值f满足TTL/f≤6.85；广角镜头系统的长度TTL≤20.5mm。

同时，第一透镜1采用高折射率低色散材料,能有效导入大视角的光线，减小第一透镜1的口径，在保证广角镜头小型化的同时改善广角镜头的色差，使其折射率Nd满足1.6<Nd<1.8，色散率Vd满足50<Vd<60；第二透镜3采用高折射率低色散的透镜，有利于降低系统的高级像差，使其折射率Nd为1.6<Nd<1.8，色散率Vd为50<Vd<60；第三透镜4采用高折射率低色散的透镜，使其折射率Nd为1.6<Nd<1.8，色散率Vd为50<Vd<60；第四透镜5采用高折射率高色散的透镜，其折射率Nd为1.8<Nd<2.0，色散率Vd为20<Vd<30；第三透镜4、第四透镜5形成的胶合透镜组可以使色差相互补偿，实现最小色差的同时减小球差。

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：

镜头系统的有效焦距f为2.98mm，光圈值FNO为2.8，视场角为180度，光学总长TTL＝20.4mm，具体光学参数见表1：

表1实施例一的光学参数表

本实施例中，|f1|/f＝1.4，|f2|/f＝2.5，|f3-4|/f＝3.9，满足焦距范围条件的要求。

如图2所示，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。

(1)本实施例在不同视场(FIELD)的MTF(Modulation Transfer Function，调制传递函数)解像曲线如图3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。从图3中可以看出，本实施例在140lp/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,也意味着拍摄画面的清晰度较高；且整个MTF下降平滑，高频和低频部分可以得到有效的平衡。

(2)本实施例的离焦曲线如图4所示，其中，横坐标表示离焦位置(mm)，纵坐标表示在一定空间频率下的MTF值。从图中可以看出，MTF在载轴和离轴部分离焦良好且同步，显示本镜头具体有较好的离焦性能。

(3)本实施例的像散曲线如图5所示，其中，FIELD CURVES表示像散曲线，纵坐标表示角度，FOCUS(MILLIMETERS)表示调焦(mm)。从图中可以看出，本实施例的像散得到了有效控制，可在一定程度上反应光学畸变水平。

(4)本实施例的光学畸变(DISTORTION)图如图6所示，当全球面设计在全视场时，本实施例的最大畸变仅为-95％，畸变校正良好，适用于作为智能车载超广角镜头使用。

(5)本实施例在不同视场(FIELD)的光学系统点列图如图7所示，图7中，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。

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

1.一种新型智能车载超广角镜头，其特征在于：包括第一透镜(1)、第二透镜(3)、第三透镜(4)、第四透镜(5)；所述第一透镜(1)、第二透镜(3)、第三透镜(4)、第四透镜(5)自物面(7)至像面(6)同轴依序设置；

所述第一透镜(1)与第二透镜(3)间设置有光阑(2)，第三透镜(4)与第四透镜(5)组合成胶合透镜；

所述第一透镜(1)为具有负光焦度凸面朝向物方的弯月透镜，第二透镜(3)为具有正光焦度的双凸透镜，第三透镜(4)为具有正光焦度的双凸透镜，第四透镜(5)为具有负光焦度的弯月透镜；

设该智能车载超广角镜头的整个光线系统焦距为f，第一透镜(1)、第二透镜(3)、胶合透镜的焦距分别为f1、f2、f3-4；

所述第一透镜的焦距范围为：1.3<|f1|/f<1.6，

所述第二透镜的焦距范围为：2.2<|f2|/f<2.6，

所述胶合透镜的焦距范围为：3.4<|f3-4|/f<4.0。

2.根据权利要求1所述的新型智能车载超广角镜头，其特征在于：所述第一透镜(1)、第二透镜(3)、第三透镜(4)、第四透镜(5)均为玻璃球面镜片。

3.根据权利要求2所述的新型智能车载超广角镜头，其特征在于：该智能车载超广角镜头长度TTL与整个光学系统焦距值F满足TTL/f≤6.85。

4.根据权利要求3所述的新型智能车载超广角镜头，其特征在于：该智能车载超广角镜头的长度TTL≤20.5mm。

5.根据权利要求1或4所述的新型智能车载超广角镜头，其特征在于：

所述第一透镜的折射率Nd为1.6<Nd<1.8，色散率Vd为50<Vd<60；

所述第二透镜的折射率Nd为1.6<Nd<1.8，色散率Vd为50<Vd<60；

所述第三透镜的折射率Nd为1.6<Nd<1.8，色散率Vd为50<Vd<60；

所述第四透镜的折射率Nd为1.8<Nd<2.0，色散率Vd为20<Vd<30。