CN214540210U - 一种自动驾驶视觉系统的远距探测相机镜头 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种自动驾驶视觉系统的远距探测相机镜头，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、第九镜片、第十镜片；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。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。

Description

一种自动驾驶视觉系统的远距探测相机镜头

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远距探测相机镜头。

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。

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远距探测相机镜头。

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远距探测相机镜头，所述自动驾驶视觉系统的远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、第九镜片、第十镜片。

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、第九镜片、第十镜片。

第一镜片、第二镜片、第三镜片的像面设置有与外框配合的斜面部分。

第四镜片和第五镜片的物面设置有与外框配合的斜面部分。

第二镜片和第三镜片安装后，第二镜片和第三镜片形成与外框配合的台阶部分；第二镜片台阶的斜面部分最低点高于第三镜片。

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。

第八镜片的像面设置有与外框配合的台阶部分。

第九镜片的物面设置有与外框配合的斜面部分。

第十镜片为滤光片。

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19.414mm，第一镜片的中心厚度为1.872mm；第一镜片的像面为球面，曲率半径为33.098mm，第一镜片的像面距离第二镜片的物面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10.562mm，第二镜片的中心厚度为2.453mm；第二镜片的像面为球面，曲率半径为21.339mm，第二镜片的像面距离第三镜片的物面的距离为0。

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21.339mm，第三镜片的中心厚度为0.688mm mm；第三镜片的像面为球面，曲率半径为7.175mm，第三镜片的像面距离光阑孔板的距离为1.28mm。

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-15.520mm，第四镜片的中心厚度为3.538mm；第四镜片的像面为球面，曲率半径为6.748mm，第四镜片的像面距离第五镜片的中心顶点的距离为0。

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-6.748mm，第五镜片的中心厚度为2.795mm；所述第五镜片的像面为球面，曲率半径为25.927mm，所述第五镜片的像面距离第六镜片的距离为0.123mm。

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18.338mm，第六镜片中心厚度为6.351mm；所述第六镜片的像面为球面，曲率半径为-18.338mm，第六镜片的像面的中心顶点距离第七镜片的距离为0.127mm。

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28.151mm，第七镜片的中心厚度为4.823mm；所述第七镜片的像面为球面，曲率半径为16.322mm，所述第七镜片的像面距离第八镜片的距离为0。

在本实用新型的具体实施例子中，所述第八镜片的物面为球面，曲率半径为-16.322mm，第八镜片的中心厚度为6.35mm；所述第八镜片的像面为平面，第八镜片的像面距离第九镜片的距离为1.413mm。

在本实用新型的具体实施例子中，所述第九镜片的物面为球面，曲率半径为-9.514mm，第九镜片的中心厚度为0.571mm；所述第九镜片的像面为平面，第九镜片的像面距离第十镜片的距离为0.289mm。

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远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。本实用新型用于大视场下的环视成像。

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、第九镜片9、第十镜片10、光阑孔板11。

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远距探测相机镜头，包括第一镜片1、第二镜片2、第三镜片3、光阑孔板11、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、第九镜片9、第十镜片10；

光阑孔板11上开有光阑孔，光阑孔板位于第三镜片3和第四镜片4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、第九镜片、第十镜片；

第一镜片、第二镜片、第三镜片的像面设置有与外框配合的斜面部分，第四镜片和第五镜片的物面设置有与外框配合的斜面部分；

第二镜片和第三镜片安装后，第二镜片和第三镜片形成与外框配合的台阶部分；第二镜片台阶的斜面部分最低点高于第三镜片；

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；

第八镜片的像面设置有与外框配合的台阶部分；

第九镜片的物面设置有与外框配合的斜面部分；

第十镜片为滤光片。

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。

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＝19.836mm，光圈F/#＝2.0，光学轨迹总长TTL≤45，在全视场角30°时的象高h＝5.15mm。

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。

说明：以下镜片1表示第一镜片1、镜片2表示第二镜片2、镜片3表示第三镜片3、镜片4表示第四镜片4、镜片5表示第五镜片5、镜片6表示第六镜片6、镜片7表示第七镜片7、镜片8表示第八镜片8、镜片9表示第九镜片9、镜片10表示第十镜片10。

表面1为镜片1(1)物面，该面为球面，曲率半径为19.414，距离下一表面 (镜片1(2)像面)中心顶点1.872mm，即镜片1中心厚度为1.872mm，折射率为 1.910826，阿贝系数35.255728；

表面2为镜片1(2)像面，该面为球面，曲率半径为33.098，距离下一表面 (镜片2(1)物面)1.1759mm；

表面3为表示(1)物面，该面为球面，曲率半径为10.562，距离下一表面(镜片2(2)像面或镜片3(1)物面)中心顶点2.453mm，即镜片2中心厚度为2.453mm，折射率为1.883004，阿贝系数40.806875；

表面4为镜片2(2)像面，由于该面与镜片3(1)的物面间距为0且表面曲率半径相同，因此，表面4既为镜片2(2)的像面亦为镜片3(1)的物面，该面为球面，曲率半径为21.339，距离下一表面(镜片3(2)像面)0.688mm；即镜片3 中心厚度为0.688mm，折射率为1.516800，阿贝系数64.167336；

表面5为镜片3(2)像面，该面为球面，曲率半径为7.175，距离下一表面 (光阑孔)1.28mm；

表面6为光阑孔，光阑孔为虚拟面，厚度无穷小,距离下一镜片表面(镜片 4(1)物面)中心顶点2.982mm；

表面7为镜片4(1)物面，该面为球面，曲率半径为-15.520，该面中心顶点距离下一表面(镜片4(2)像面或镜片5(1)物面)中心顶点3.538，即镜片4中心厚度3.538mm，折射率为1.693631，阿贝系数49.233011；

表面8为镜片4(2)像面，由于该面与镜片5(1)的物面间距为0且表面曲率半径相同，因此，表面8既为镜片4(2)的像面亦为镜片5(1)的物面，该面为球面，曲率半径为-6.748，该面中心顶点距离下一表面(镜片5(2)像面)中心顶点0.571mm，即镜片5中心厚度0.571mm，折射率为1.802793，阿贝系数 46.774142；

表面9为镜片5(2)的像面，该面为球面，曲率半径为-25.927，距离下一表面0.123mm；

表面10为镜片6(1)物面，该面为球面，曲率半径为18.338，该面中心顶点距离下一表面(镜片6(2)像面)中心顶点6.351mm，即镜片6中心厚度6.351mm，折射率为1.592824，阿贝系数68.624378；

表面11为镜片6(2)的像面，该面为球面，曲率半径为-18.338，距离下一表面0.127mm

表面12为镜片7(1)物面，该面为球面，曲率半径为28.151，该面中心顶点距离下一表面(镜片7(2)像面)中心顶点4.823mm，即镜片7中心厚度4.823mm，折射率为1.787998，阿贝系数47.516598；

表面13为镜片7(2)像面，由于该面与镜片8(1)的物面间距为0且表面曲率半径相同，因此，表面13既为镜片7(2)的像面亦为镜片8(1)的物面，该面为球面，曲率半径为-16.322，该面中心顶点距离下一表面(镜片8(2)像面)中心顶点6.35mm，即镜片8中心厚度6.35mm，折射率为1.761823，阿贝系数 26.613203；

表面14为镜片8(2)像面，该面为平面，曲率半径为无穷大，距离下一表面 (镜片9(1)物面)中心顶点1.413mm；

表面15为镜片9(1)物面，该面为球面，曲率半径为-9.514，该面中心顶点距离下一表面(镜片9(2)像面)中心顶点0.571mm，即镜片9中心厚度0.571mm，折射率为1.470466，阿贝系数26.613203；

表面16为镜片9(2)像面，该面为球面，曲率半径为-414.566，距离下一表面(滤光片物面)中心顶点0.289mm；

表面17为滤光片(1)物面，该面为平面，曲率半径无穷大，距离下一表面 (滤光片像面)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18为滤光片(2)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19为镜头成像面。

该光学设计的分辨率通过HR机台来进行测定：

测试频率80lp

Center MTF>50

MTF＝30，DOF>35

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近距离100m时的成像表现更加优异。

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远距探测相机镜头，其特征在于：所述自动驾驶视觉系统的远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、第九镜片、第十镜片；

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、第九镜片、第十镜片；

第一镜片、第二镜片、第三镜片的像面设置有与外框配合的斜面部分，

第四镜片和第五镜片的物面设置有与外框配合的斜面部分；

第二镜片和第三镜片安装后，第二镜片和第三镜片形成与外框配合的台阶部分；第二镜片台阶的斜面部分最低点高于第三镜片；

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；

第八镜片的像面设置有与外框配合的台阶部分；

第九镜片的物面设置有与外框配合的斜面部分；

第十镜片为滤光片。

2.根据权利要求1所述的自动驾驶视觉系统的远距探测相机镜头，其特征在于：所述第一镜片的物面为球面，曲率半径为19.414mm，第一镜片的中心厚度为1.872mm；第一镜片的像面为球面，曲率半径为33.098mm，第一镜片的像面距离第二镜片的物面1.1759mm。

3.根据权利要求1所述的自动驾驶视觉系统的远距探测相机镜头，其特征在于：所述第二镜片的物面为球面，曲率半径为10.562mm，第二镜片的中心厚度为2.453mm；第二镜片的像面为球面，曲率半径为21.339mm，第二镜片的像面距离第三镜片的物面的距离为0。

4.根据权利要求1所述的自动驾驶视觉系统的远距探测相机镜头，其特征在于：所述第三镜片的物面为球面，曲率半径为21.339mm，第三镜片的中心厚度为0.688mm；第三镜片的像面为球面，曲率半径为7.175mm，第三镜片的像面距离光阑孔板的距离为1.28mm。

5.根据权利要求1所述的自动驾驶视觉系统的远距探测相机镜头，其特征在于：所述第四镜片的物面为球面，曲率半径为-15.520mm，第四镜片的中心厚度为3.538mm；第四镜片的像面为球面，曲率半径为6.748mm，第四镜片的像面距离第五镜片的中心顶点的距离为0。

6.根据权利要求1所述的自动驾驶视觉系统的远距探测相机镜头，其特征在于：所述第五镜片的物面为球面，曲率半径为-6.748mm，第五镜片的中心厚度为2.795mm；所述第五镜片的像面为球面，曲率半径为25.927mm，所述第五镜片的像面距离第六镜片的距离为0.123mm。

7.根据权利要求1所述的自动驾驶视觉系统的远距探测相机镜头，其特征在于：所述第六镜片的物面为球面，曲率半径为18.338mm，第六镜片中心厚度为6.351mm；所述第六镜片的像面为球面，曲率半径为-18.338mm，第六镜片的像面的中心顶点距离第七镜片的距离为0.127mm。

8.根据权利要求1所述的自动驾驶视觉系统的远距探测相机镜头，其特征在于：所述第七镜片的物面为球面，曲率半径为28.151mm，第七镜片的中心厚度为4.823mm；所述第七镜片的像面为球面，曲率半径为16.322mm，所述第七镜片的像面距离第八镜片的距离为0。

9.根据权利要求1所述的自动驾驶视觉系统的远距探测相机镜头，其特征在于：所述第八镜片的物面为球面，曲率半径为-16.322mm，第八镜片的中心厚度为6.35mm；所述第八镜片的像面为平面，第八镜片的像面距离第九镜片的距离为1.413mm。

10.根据权利要求1所述的自动驾驶视觉系统的远距探测相机镜头，其特征在于：所述第九镜片的物面为球面，曲率半径为-9.514mm，第九镜片的中心厚度为0.571mm；所述第九镜片的像面为平面，第九镜片的像面距离第十镜片的距离为0.289mm。

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