CN218413033U - 一种小型环视光学镜头 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种小型环视光学镜头及其工作方法，光学镜头由沿入射光路自前向后依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、光阑、第五透镜、第六透镜、第七透镜，第六透镜和第七透镜胶合成透镜组。本实用新型通过合理的搭配球面镜片和非球面镜片，使得系统结构紧凑，总长控制在16mm以内，外径控制在14mm以内，实现镜头尺寸小型化。第一片透镜采用玻璃材质制成，具有较高的硬度和耐磨性。全视场相对照度高，能够更好地适应多种环境亮度条件。镜片的敏感度低，有利于生产和组装。较好的后焦温度补偿能力，具备复杂环境适应性。校正了各轴向色差、垂轴色差以及高阶色差，镜头具有超高清清晰度。

Description

一种小型环视光学镜头

技术领域

本发明涉及一种小型环视光学镜头。

背景技术

随着汽车智能化的快速发展，自动驾驶技术将迎来长期快速发展。其中高级驾驶辅助系统(ADAS)就是一种主动安全技术，利用车内外的各类传感器，对车内外环境进行采集、识别、检测、跟踪等技术处理，使驾驶员快速获悉可能存在的危险。光学摄像头作为其较为主要的传感器，对其的需求也逐步向后视、前视、环视等多个方面扩展。目前可用的环视镜头都存在着尺寸较大的缺点。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提出一种小型环视光学镜头，满足高分辨率、良好环境稳定性、日夜共焦等光学性能，同时合理利用塑料非球面镜片，使得镜头整体更加紧凑，缩小镜头的外径和总长。

本实用新型采用以下方案实现：一种小型环视光学镜头，所述光学镜头由沿入射光路自前向后依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、光阑、第五透镜、第六透镜、第七透镜，第一透镜为弯月负透镜，第二透镜为弯月负透镜，第三透镜为双凸正透镜，第四透镜为弯月负透镜，第五透镜为双凸正透镜，第六透镜为弯月负透镜，第七透镜为双凸正透镜，第六透镜和第七透镜胶合成透镜组。

进一步的，所述第一透镜、第三透镜为玻璃球面透镜，所述第二透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜均为塑胶非球面透镜。

进一步的，所述光学镜头的焦距为f，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、光阑、第五透镜、第六透镜、第七透镜的焦距分别为f₁、f₂、f₃、f₄、f₅、f₆、f₇，其中f₁、f₂、f₃、f₄、f₅、f₆、f₇与f满足以下比例：-6.0<f₁/f<-4.0，-3.5<f₂/f<-1.5，2.0<f₃/f<4.0，-6.0<f₄/f<-4.0，2.0<f₅/f<4.0，-3.5<f₆/f<-1.5，1.5<f₇/f<3.5。

进一步的，第一透镜满足关系式：N_d≥1.5，V_d≤50.0；第二透镜满足关系式：N_d≥1.5，V_d≥50.0；第三透镜满足关系式：N_d≥1.5，V_d≤50.0；第四透镜满足关系式：N_d≥1.5，V_d≤50.0；第五透镜满足关系式：N_d≥1.5，V_d≥50.0；第六透镜满足关系式：N_d≥1.5，V_d≤50.0；第七透镜满足关系式：N_d≥1.5，V_d≥50.0；其中N_d为折射率，V_d为阿贝常数。

进一步的，第一透镜与第二透镜的空气间隔为：2.0-3.0mm；第二透镜与第三透镜的空气间隔为：1.5-2.5mm；第三透镜与第四透镜的空气间隔为：0.1-1.0mm；第四透镜与光阑的空气间隔为：0.0-1.0mm；光阑与第五透镜的空气间隔为：0.0-1.0mm；第五透镜与第六透镜的空气间隔为：0.1-1.0mm；第六透镜与第七透镜的空气间隔为：0mm。

进一步的，第二透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜以及第七透镜为非球面透镜，非球面曲线方程表达式为：

其中，Z为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时，距非球面顶点的离矢高；c为非球面的近轴曲率；k为圆锥常数；α₁、α₂、α₃、α₄、α₅、α₆、α₇、α₈均为高次项系数。

进一步的，光学镜头的光学总长度TTL与光学镜头的焦距f之间满足：TTL/f≤16.0。

进一步的，光学镜头的F数≤1.6。

进一步的，光学镜头的像高H与光学镜头的焦距f之间满足：H/f≥5.0。

与现有技术相比，本实用新型有以下有益效果：通过合理的搭配球面镜片和非球面镜片，使得系统结构紧凑，总长控制在16mm以内，外径控制在14mm以内，实现镜头尺寸小型化。第一片透镜采用玻璃材质制成，具有较高的硬度和耐磨性。全视场相对照度高，能够更好地适应多种环境亮度条件。镜片的敏感度低，有利于生产和组装。较好的后焦温度补偿能力，具备复杂环境适应性。校正了各轴向色差、垂轴色差以及高阶色差，镜头具有超高清清晰度。

附图说明

图1是本实用新型实施例的光学结构示意图；

图2是本实用新型实施例的全工作波段轴向色差图；

图3是本实用新型实施例的全工作波段垂轴色差图；

图4是本实用新型实施例的全工作波段场曲与畸变图；。

图中：L1-第一透镜；L2-第二透镜；L3-第三透镜；L4-第四透镜；STO-光阑；L5-第五透镜；L6-第六透镜；L7-第七透镜；IMG-成像面。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

如图1-4所示，本实施例提供了一种小型环视光学镜头，所述光学镜头由沿入射光路自前向后依次设置的第一透镜组、光阑和第二透镜组，第一透镜组由沿入射光路自前向后依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜组成，第二透镜组由沿入射光路自前向后依次设置的第五透镜、第六透镜、第七透镜组成，第一透镜为弯月负透镜，第二透镜为弯月负透镜，第三透镜为双凸正透镜，第四透镜为弯月负透镜，第五透镜为双凸正透镜，第六透镜为弯月负透镜，第七透镜为双凸正透镜，第六透镜和第七透镜胶合成透镜组，第一透镜组通过合理的调整光线，使得光学镜头视场角达到200°，并且有效控制镜头的头部尺寸，第二透镜组通过合理地搭配各镜片焦距和阿贝数，在有效优化系统整体像质的同时，缩短光学镜头总长。

在本实施例中，所述第一透镜、第三透镜为玻璃球面透镜，所述第二透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜均为塑胶非球面透镜。

在本实施例中，所述光学镜头的焦距为f，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、光阑、第五透镜、第六透镜、第七透镜的焦距分别为f₁、f₂、f₃、f₄、f₅、f₆、f₇，其中f₁、f₂、f₃、f₄、f₅、f₆、f₇与f满足以下比例：-6.0<f₁/f<-4.0，-3.5<f₂/f<-1.5，2.0<f₃/f<4.0，-6.0<f₄/f<-4.0，2.0<f₅/f<4.0，-3.5<f₆/f<-1.5，1.5<f₇/f<3.5。

在本实施例中，第一透镜满足关系式：N_d≥1.5，V_d≤50.0；第二透镜满足关系式：N_d≥1.5，V_d≥50.0；第三透镜满足关系式：N_d≥1.5，V_d≤50.0；第四透镜满足关系式：N_d≥1.5，V_d≤50.0；第五透镜满足关系式：N_d≥1.5，V_d≥50.0；第六透镜满足关系式：N_d≥1.5，V_d≤50.0；第七透镜满足关系式：N_d≥1.5，V_d≥50.0；其中N_d为折射率，V_d为阿贝常数。

在本实施例中，第一透镜与第二透镜的空气间隔为：2.0-3.0mm；第二透镜与第三透镜的空气间隔为：1.5-2.5mm；第三透镜与第四透镜的空气间隔为：0.1-1.0mm；第四透镜与光阑的空气间隔为：0.0-1.0mm；光阑与第五透镜的空气间隔为：0.0-1.0mm；第五透镜与第六透镜的空气间隔为：0.1-1.0mm；第六透镜与第七透镜的空气间隔为：0mm。

在本实施例中，光学镜头所采用的具体设计见下表：

在本实施例中，第二透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜以及第七透镜为非球面透镜，非球面曲线方程表达式为：

其中，Z为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时，距非球面顶点的离矢高；c为非球面的近轴曲率；k为圆锥常数；α₁、α₂、α₃、α₄、α₅、α₆、α₇、α₈均为高次项系数。

在本实施例中，光学镜头的各非球面透镜的非球面系数如下表：

在本实施例中，光学镜头的光学总长度TTL与光学镜头的焦距f之间满足：TTL/f≤16.0。

在本实施例中，光学镜头的F数≤1.6。

在本实施例中，光学镜头的像高H与光学镜头的焦距f之间满足：H/f≥5.0。

本实施例光学镜头实现的技术指标如下：

(1)焦距：1.0≤EFFL≤2.0mm；(2)光圈F≤1.6；(3)视场角：2w≥200°；(4)工作波段：可见光波段。

本实施例光学镜头实现了小尺寸、小外径设计，同时对轴上、轴外像差进行了良好的校正。

一种小型环视光学镜头的成像方法：外部光线依次经过第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、光阑、第五透镜、第六透镜、第七透镜，最后成像于成像面上。

上述本实用新型所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本实用新型才公开部分数值以举例说明本实用新型的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本实用新型创造保护范围的限制。

如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述上对零部件进行区别如没有另行声明外，上述词语并没有特殊的含义。

本实用新型如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接(例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来)所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。

另外，上述本实用新型公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系例如“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制，且上述本实用新型公开的任一技术方案中所应用的用于表示形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的形状。

本实用新型提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims (9)

1.一种小型环视光学镜头，其特征在于，所述光学镜头由沿入射光路自前向后依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、光阑、第五透镜、第六透镜、第七透镜，第一透镜为弯月负透镜，第二透镜为弯月负透镜，第三透镜为双凸正透镜，第四透镜为弯月负透镜，第五透镜为双凸正透镜，第六透镜为弯月负透镜，第七透镜为双凸正透镜，第六透镜和第七透镜胶合成透镜组。

2.根据权利要求1所述的小型环视光学镜头，其特征在于，所述第一透镜、第三透镜为玻璃球面透镜，所述第二透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜均为塑胶非球面透镜。

3.根据权利要求2所述的小型环视光学镜头，其特征在于，所述光学镜头的焦距为f，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、光阑、第五透镜、第六透镜、第七透镜的焦距分别为f₁、f₂、f₃、f₄、f₅、f₆、f₇，其中f₁、f₂、f₃、f₄、f₅、f₆、f₇与f满足以下比例：-6.0<f₁/f<-4.0，-3.5<f₂/f<-1.5，2.0<f₃/f<4.0，-6.0<f₄/f<-4.0，2.0<f₅/f<4.0，-3.5<f₆/f<-1.5，1.5<f₇/f<3.5。

4.根据权利要求3所述的小型环视光学镜头，其特征在于，第一透镜满足关系式：N_d≥1.5，V_d≤50.0；第二透镜满足关系式：N_d≥1.5，V_d≥50.0；第三透镜满足关系式：N_d≥1.5，V_d≤50.0；第四透镜满足关系式：N_d≥1.5，V_d≤50.0；第五透镜满足关系式：N_d≥1.5，V_d≥50.0；第六透镜满足关系式：N_d≥1.5，V_d≤50.0；第七透镜满足关系式：N_d≥1.5，V_d≥50.0；其中N_d为折射率，V_d为阿贝常数。

5.根据权利要求4所述的小型环视光学镜头，其特征在于，第一透镜与第二透镜的空气间隔为：2.0-3.0mm；第二透镜与第三透镜的空气间隔为：1.5-2.5mm；第三透镜与第四透镜的空气间隔为：0.1-1.0mm；第四透镜与光阑的空气间隔为：0.0-1.0mm；光阑与第五透镜的空气间隔为：0.0-1.0mm；第五透镜与第六透镜的空气间隔为：0.1-1.0mm；第六透镜与第七透镜的空气间隔为：0mm。

6.根据权利要求5所述的小型环视光学镜头，其特征在于，第二透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜以及第七透镜为非球面透镜，非球面曲线方程表达式为：

其中，Z为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时，距非球面顶点的离矢高；c为非球面的近轴曲率；k为圆锥常数；α₁、α₂、α₃、α₄、α₅、α₆、α₇、α₈均为高次项系数。

7.根据权利要求6所述的小型环视光学镜头，其特征在于，光学镜头的光学总长度TTL与光学镜头的焦距f之间满足：TTL/f≤16.0。

8.根据权利要求7所述的小型环视光学镜头，其特征在于，光学镜头的F数≤1.6。

9.根据权利要求8所述的小型环视光学镜头，其特征在于，光学镜头的像高H与光学镜头的焦距f之间满足：H/f≥5.0。

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