CN217360433U - 一种用于自动驾驶远距探测视觉系统的大像面高清镜头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于自动驾驶远距探测视觉系统的大像面高清镜头，从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、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、第十一镜片；所有镜片的像面和物面均镀有BBAR膜；第三镜片和第四镜片之间设置有光阑孔；部分镜片和镜片之间设置固定密封装置，所有镜片与外框安装的面上设置有凸起或台阶或设置有导圆角部分。本实用新型中镜片表面镀上BBAR膜以减少反射光，且对金属件进行表面氧化和发黑，能有效避免鬼影的产生，提高成像质量。本实用新型镜头的结构相对简单且保持大光圈下的像差最优。即便其在阴雨天、夜晚，其成像质量也能得到有效保证。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种大像面高清镜头，具体涉及一种成像质量高、结构相对简单、像面的杂散光能量少、能有效拍出最真实照片的用于自动驾驶远距探测视觉系统的大像面高清镜头。
背景技术
从2013年开始，自动驾驶便成了CES(国际消费类电子产品展览会)的重头戏，不仅众多的主机厂、零部件厂商会集中展示自动驾驶相关技术和产品，这两年一些IT企业如乐视、谷歌等也纷纷加入了“造车”运动，并将他们的最新成果带到一年一度的CES(国际消费类电子产品展览会)大展上。自动驾驶俨然成了最主流的未来汽车技术之一。
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。
目前市面上比较有竞争力的光学产品生产厂商主要有日本理光、中国台湾系光学厂等。但是其产品的多为塑料结构，且光圈较小。因此，只是第一代车载镜头，在实际应用中的扩展性较弱，且稳定性较差，无法适用于高端的成像系统。并且，日本光学公司的产品成本较高，市场竞争的性价比较弱，而中国台湾系镜头品质稍差。
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成像质量高、结构相对简单、像面的杂散光能量少、能有效拍出最真实照片的用于自动驾驶远距探测视觉系统的大像面高清镜头。
本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种用于自动驾驶远距探测视觉系统的大像面高清镜头，所述用于自动驾驶远距探测视觉系统的大像面高清镜头包括：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、第八镜片、第九镜片、第十镜片、第十一镜片。
从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、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、第十一镜片。
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、第八镜片、第九镜片、第十镜片和十一镜片的像面和物面均镀有BBAR膜。
第三镜片和第四镜片之间设置有光阑孔板，光阑孔板上设置有光阑孔。
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、第八镜片、第九镜片、第十镜片、第十一镜片与外框安装的面上设置有凸起或台阶或设置有导圆角部分。
第一镜片和第二镜片之间设置有第一固定密封装置；第三镜片和第四镜片之间设置有第二固定密封装置；第五镜片和第六镜片之间设置有第三固定密封装置；第六镜片和第七镜片之间设置有第四固定密封装置；第八镜片和第九镜片之间设置有第五固定密封装置。
在本实用新型的具体实施例子中，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，第二镜片的径向长度长于第三镜片的径向长度；
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等于第四镜片的径向长度；
第七镜片和第八镜片安装后，第七镜片和第八镜片形成与外框配合的台阶部分，第八镜片的径向长度长于第七镜片的径向长度；
第九镜片和第十镜片安装后，第九镜片的径向长度长于第十镜片的径向长度。
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14.189mm，第一镜片的中心厚度为1.598mm；第一镜片的像面为球面，曲率半径为26.118mm，第一镜片的像面距离第二镜片的物面0.100mm。
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7.704mm，第二镜片的中心厚度为1.714mm；第二镜片的像面为球面，曲率半径为10.081mm，第二镜片的像面与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10.081mm，第三镜片的中心厚度为0.425mm；第三镜片的像面为球面，曲率半径为5.198mm，第三镜片的像面距离光阑孔板的距离为1.768mm，光阑孔板与第四镜片4的物面的距离为1.288mm。
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-11.895mm，第四镜片的中心厚度为3.142mm；第四镜片的像面为球面，曲率半径为5.289mm，第四镜片的像面与第五镜片的物面的距离为0。
在本实用新型的具体实施例子中，所述第五镜片的物面为球面，曲率半径为-5.289mm，第五镜片的中心厚度为0.448mm；第五镜片的像面为球面，曲率半径为14.856mm，第五镜片的像面到第六镜片的物面的距离为0.100mm。
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16.998mm，第六镜片的中心厚度为4.739mm；第六镜片的像面为球面，曲率半径为12.612mm，第六镜片的像面距离第七镜片的物面0.100mm。
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27.795mm，第七镜片的中心厚度为3.141mm；第七镜片的像面为球面，曲率半径为9.286mm，第七镜片的像面到第八镜片的物面的距离为0。
第八镜片的物面为球面，曲率半径为-9.286mm，第八镜片的中心厚度为 5.023mm，第八镜片的像面为球面，曲率半径为21.152mm，第八镜片的中心厚度为5.023mm，第八镜片的像面距离第九镜片的物面1.678mm。
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-8.231mm，第九镜片的中心厚度为0.448mm；第九镜片的像面为球面，曲率半径为-25.134mm，第九镜片的像面距离第十镜片的物面0.500mm，第十镜片为滤光片、第十一镜片为保护玻璃，第十镜片和第十一镜片均为平面镜。
本实用新型的积极进步效果在于：本实用新型提供的用于自动驾驶远距探测视觉系统的大像面高清镜头有如下优点：本实用新型中每个光学镜片都做防光线反射的涂层处理，在光学镜面表面镀上BBAR膜以减少反射光，且对金属件进行表面氧化和发黑，能有效避免鬼影的产生，提高镜头在强光环境中的成像质量。
本实用新型镜头的结构相对简单且保持大光圈下的像差最优。即便其在阴雨天、夜晚，其成像质量也能得到有效保证。
本实用新型在光学设计过程中，综合考虑增加镜片数量、调整排布、优化形状及材料，使用全玻璃镜头，保证了镜头的稳定性。
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、第十一镜片11、光阑孔板12、第一固定密封装置13、第二固定密封装置14、第三固定密封装置15、第四固定密封装置16、第五固定密封装置17。
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，本实用新型提供的用于自动驾驶远距探测视觉系统的大像面高清镜头，该用于自动驾驶远距探测视觉系统的大像面高清镜头包括：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、第十一镜片11。
从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、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、第十一镜片11。
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和第十一镜片11的像面和物面均镀有BBAR膜。
第三镜片和第四镜片之间设置有光阑孔板12，光阑孔板12上设置有光阑孔；
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、第八镜片、第九镜片、第十镜片、第十一镜片与外框安装的面上设置有凸起或台阶或设置有导圆角部分。
第一镜片和第二镜片之间设置有第一固定密封装置13；第三镜片和第四镜片之间设置有第二固定密封装置14；第五镜片和第六镜片之间设置有第三固定密封装置15；第六镜片和第七镜片之间设置有第四固定密封装置16；第八镜片和第九镜片之间设置有第五固定密封装置17。
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，第二镜片的径向长度长于第三镜片的径向长度。
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等于第四镜片的径向长度。
第七镜片和第八镜片安装后，第七镜片和第八镜片形成与外框配合的台阶部分，第八镜片的径向长度长于第七镜片的径向长度。
第九镜片和第十镜片安装后，第九镜片的径向长度长于第十镜片的径向长度。
通过光学设计软件模拟出的镜头参数如下：
焦距 15.3045mm
光圈 F/#＝1.6
TTL 29.6018
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＝15.3045mm，光圈F/#＝1.6，光学轨迹总长TTL＝29.6018
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。
第一镜片1、第二镜片2、第三镜片3的、第四镜片4的、第五镜片5的、第六镜片6的、第七镜片7的、第八镜片8的、第九镜片9的、第十镜片10的、第十一镜片11。
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。
表面1为第一镜片1的物面，该面为球面，曲率半径为14.189mm，距离下一表面(第一镜片1像面)中心顶点1.598mm，即第一镜片1的中心厚度为 1.598mm，折射率为1.804009，阿贝系数46.567682。
表面2为第一镜片1像面，该面为球面，曲率半径为26.118mm，距离下一表面(第二镜片2的物面)0.100mm。
表面3为第二镜片2的物面，该面为球面，曲率半径为7.704mm，距离下一表面(第二镜片2的像面)中心顶点1.714mm，即第二镜片2的中心厚度为 1.714mm，折射率为1.953749，阿贝系数32.318108。
表面4为第二镜片2的像面，由于该面与第三镜片3的的物面间距为0且表面曲率半径相同，因此，表面4既为第二镜片2的像面亦为第三镜片3的物面，该面为球面，曲率半径为10.081mm，距离下一表面(第三镜片3的像面) 中心顶点0.425mm，即第三镜片3的中心厚度0.425mm，折射率为1.755205，阿贝系数27.547441。
表面5为第三镜片3的像面，该面为球面，曲率半径为5.198，距离下一表面(光阑孔)1.768mm。
表面6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的物面)中心顶点1.288mm。
表面7为第四镜片4的物面，该面为球面，曲率半径为-11.895，该面中心顶点距离下一表面(第四镜片4的像面)中心顶点3.142mm，即第四镜片4的中心厚度3.142mm，折射率为1.658439，阿贝系数50.866500。
表面8为第四镜片4的像面，由于该面与第五镜片5的物面间距为0且表面曲率半径相同，因此，表面8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-5.289mm，距离下一表面(第五镜片5的像面)0.448mm，即第五镜片5的中心厚度为0.448mm，折射率为1.834810，阿贝系42.727483。
表面9为第五镜片5的像面，该面为球面，曲率半径为14.856mm，距离下一表面(第六镜片6的物面)0.100mm。
表面10为第六镜片6的物面，该面为球面，曲率半径为16.998mm，该面中心顶点距离下一表面(第六镜片6的像面)中心顶点4.739mm，即第六镜片6 的中心厚度4.739mm，折射率为1.592824，阿贝系数68.624378。
表面11为第六镜片6的像面，该面为球面，曲率半径为12.612mm，距离下一表面(第七镜片7的物面)0.100mm。
表面12为第七镜片7的物面，该面为球面，曲率半径为27.795mm，该面中心顶点距离下一表面(第七镜片7的像面)中心顶点3.141mm，即第七镜片7 的中心厚度3.141mm，折射率为1.677903，阿贝系数55.559699；
表面13为第七镜片7的像面，由于该面与第八镜片8的物面间距为0且表面曲率半径相同，因此，表面13既为第七镜片7的像面亦为第八镜片8的物面，该面为球面，曲率半径为-9.286mm，距离下一表面(第八镜片8的像面) 5.023mm，及第八镜片8的中心厚度为5.023mm，折射率为1.688930，阿贝系 31.160527。
表面14为第八镜片8的像面，该面为球面，曲率半径为21.152mm，距离下一表面(第九镜片9的物面)1.678mm。
表面15为第九镜片9的物面，该面为球面，曲率半径为-8.231mm，该面中心顶点距离下一表面(第九镜片9的像面)中心顶点0.448mm，即第九镜片9 的中心厚度0.448mm，折射率为1.516797，阿贝系数64.212351。
表面16为第九镜片9的像面，该面为球面，曲率半径为-25.134mm，距离下一表面(第十镜片10的物面)0.900mm。
表面17为第十镜片10的物面，该面为平面，曲率半径无穷大，距离下一表面(第十镜片10的像面)0.500mm，即第十镜片10的厚度0.500mm，折射率为1.516797，阿贝系数64.212351。
表面18为第十镜片10的像面，该面为平面，曲率半径无穷大，距离下一表面(芯片保护玻璃物面)1.726mm。
表面19为芯片保护玻璃(第十一镜片11)的物面，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)0.500mm，即芯片保护玻璃厚 0.500mm，折射率为1.516797，阿贝系数64.212351。
表面20为芯片保护玻璃(第十一镜片11)的像面，该面为平面，曲率半径无穷大，距离下一表面(像面)0.125mm。
表面21为镜头成像面。
本实用新型该镜筒使用铝材AL6061，既减轻了重量，又提高了镜头的强度，且表面进行氧化和发黑，可以有效吸收杂散光的反射。
本实用新型有高环境适应性，能够通过车载用途的可靠性测试，防护等级达到IP6K9K。
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。
本实用新型的镜头的畸变小，能有效拍出最真实的照片。
本实用新型提供的镜头有大光圈，光圈大可以增大通光量，缩小景深，使画面更明亮，更大的相对亮度，利于夜景拍摄。
本实用新型可以在-40～+125℃工作温度下工作，耐温性能好。
本实用新型使镜头的结构相对简单。即便其在阴雨天、夜晚，其成像质量也能得到有效保证。
由于行车过程中，光照条件特别多且无序，而此相机应只针对系统光源波长内的像进行摄取，减少其了他光谱像的干扰。且该镜片采用超宽增透膜，确保红外段的光线透过率，减少反射杂光，同时使用红外透过、可见光截至的滤色片截去可见光的成像，只针对951nm附近的波长的光的成像，以实现特定光谱段的成像摄取。
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)
1.一种用于自动驾驶远距探测视觉系统的大像面高清镜头，其特征在于：所述用于自动驾驶远距探测视觉系统的大像面高清镜头包括：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、第八镜片、第九镜片、第十镜片、第十一镜片；
从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、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、第十一镜片；
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、第八镜片、第九镜片、第十镜片和第十一镜片的像面和物面均镀有BBAR膜；
第三镜片和第四镜片之间设置有光阑孔板，光阑孔板上设置有光阑孔；
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、第八镜片、第九镜片、第十镜片、第十一镜片与外框安装的面上设置有凸起或台阶或设置有导圆角部分；
第一镜片和第二镜片之间设置有第一固定密封装置；
第三镜片和第四镜片之间设置有第二固定密封装置；
第五镜片和第六镜片之间设置有第三固定密封装置；
第六镜片和第七镜片之间设置有第四固定密封装置；
第八镜片和第九镜片之间设置有第五固定密封装置。
2.根据权利要求1所述的用于自动驾驶远距探测视觉系统的大像面高清镜头，其特征在于：
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，第二镜片的径向长度长于第三镜片的径向长度；
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等于第四镜片的径向长度；
第七镜片和第八镜片安装后，第七镜片和第八镜片形成与外框配合的台阶部分，第八镜片的径向长度长于第七镜片的径向长度；
第九镜片和第十镜片安装后，第九镜片的径向长度长于第十镜片的径向长度。
3.根据权利要求1所述的用于自动驾驶远距探测视觉系统的大像面高清镜头，其特征在于：所述第一镜片的物面为球面，曲率半径为14.189mm，第一镜片的中心厚度为1.598mm；第一镜片的像面为球面，曲率半径为26.118mm，第一镜片的像面距离第二镜片的物面0.100mm。
4.根据权利要求1所述的用于自动驾驶远距探测视觉系统的大像面高清镜头，其特征在于：所述第二镜片的物面为球面，曲率半径为7.704mm，第二镜片的中心厚度为1.714mm；第二镜片的像面为球面，曲率半径为10.081mm，第二镜片的像面与第三镜片的物面的距离为0。
5.根据权利要求1所述的用于自动驾驶远距探测视觉系统的大像面高清镜头，其特征在于：所述第三镜片的物面为球面，曲率半径为10.081mm，第三镜片的中心厚度为0.425mm；第三镜片的像面为球面，曲率半径为5.198mm，第三镜片的像面距离光阑孔板的距离为1.768mm，光阑孔板与第四镜片(4)的物面的距离为1.288mm。
6.根据权利要求1所述的用于自动驾驶远距探测视觉系统的大像面高清镜头，其特征在于：所述第四镜片的物面为球面，曲率半径为-11.895mm，第四镜片的中心厚度为3.142mm；第四镜片的像面为球面，曲率半径为5.289mm，第四镜片的像面与第五镜片的物面的距离为0。
7.根据权利要求1所述的用于自动驾驶远距探测视觉系统的大像面高清镜头，其特征在于：所述第五镜片的物面为球面，曲率半径为-5.289mm，第五镜片的中心厚度为0.448mm；第五镜片的像面为球面，曲率半径为14.856mm，第五镜片的像面到第六镜片的物面的距离为0.100mm。
8.根据权利要求1所述的用于自动驾驶远距探测视觉系统的大像面高清镜头，其特征在于：所述第六镜片的物面为球面，曲率半径为16.998mm，第六镜片的中心厚度为4.739mm；第六镜片的像面为球面，曲率半径为12.612mm，第六镜片的像面距离第七镜片的物面0.100mm。
9.根据权利要求1所述的用于自动驾驶远距探测视觉系统的大像面高清镜头，其特征在于：所述第七镜片的物面为球面，曲率半径为27.795mm，第七镜片的中心厚度为3.141mm；第七镜片的像面为球面，曲率半径为9.286mm，第七镜片的像面到第八镜片的物面的距离为0；
第八镜片的物面为球面，曲率半径为-9.286mm，第八镜片的中心厚度为5.023mm，第八镜片的像面为球面，曲率半径为21.152mm，第八镜片的中心厚度为5.023mm，第八镜片的像面距离第九镜片的物面1.678mm。
10.根据权利要求1所述的用于自动驾驶远距探测视觉系统的大像面高清镜头，其特征在于：所述第九镜片的物面为球面，曲率半径为-8.231mm，第九镜片的中心厚度为0.448mm；第九镜片的像面为球面，曲率半径为-25.134mm，第九镜片的像面距离第十镜片的物面0.500mm，第十镜片为滤光片、第十一镜片为保护玻璃，第十镜片和第十一镜片均为平面镜。
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- 2021-08-27 CN CN202122052710.7U patent/CN217360433U/zh active Active
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |