CN218675472U

CN218675472U - 侧视车载广角镜头

Info

Publication number: CN218675472U
Application number: CN202222369041.0U
Authority: CN
Inventors: 韩建; 沙剑峰; 陈伟
Original assignee: Mind Electronics Appliance Co Ltd
Current assignee: Ruibo Perception Technology Hebei Co ltd
Priority date: 2022-09-06
Filing date: 2022-09-06
Publication date: 2023-03-21
Anticipated expiration: 2032-09-06

Abstract

本申请涉及光学技术领域，尤其是涉及一种侧视车载广角镜头。侧视车载广角镜头包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜，第一透镜至第六透镜沿着镜头的光轴由镜头的物方至成像面的方向顺序设置；第一透镜具有负光焦度，第二透镜具有负光焦度，第三透镜具有正光焦度，第四透镜具有正光焦度，第五透镜具有负光焦度，第六透镜具有正光焦度，且所述侧视车载广角镜头满足：2<T_L/h<4；通过各透镜的合理搭配，能有效提高镜头整体的成像质量，并保证镜头整体的总长较小。

Description

侧视车载广角镜头

技术领域

本申请涉及光学技术领域，尤其是涉及一种侧视车载广角镜头。

背景技术

近年来，随着高清摄像机及车载模组行业的迅猛发展，侧视模组越来越多的应用到了各种车辆上；但目前的侧视车载镜头整体体积较大，且成像质量较差，成本较高。

在该背景技术部分中公开的上述信息仅用于增强本公开的背景的理解，因此上述信息可包含既没有形成现有技术的任何部分且也没有形成可能教示给本领域普通技术人员的现有技术的信息。

发明内容

提供本发明内容以通过简化形式介绍将在下面的具体实施方式中进一步描述的选择的构思。本发明内容既不意在确定所要求的保护主题的关键特征或必要特征，也不意在用于帮助确定所要求的保护的主题的范围。

本发明的目的在于提供一种成像质量高且整体体积较小的侧视车载广角镜头。

本发明提供了一种侧视车载广角镜头，包括沿所述侧视车载广角镜头的光轴由物方至成像面的方向顺序设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜；

所述第一透镜具有负光焦度，所述第二透镜具有负光焦度，所述第三透镜具有正光焦度，所述第四透镜具有正光焦度，所述第五透镜具有负光焦度，所述第六透镜具有正光焦度；

所述侧视车载广角镜头满足：2<T_L/h<4，其中，T_L为所述侧视车载广角镜头的光学总长，h为所述侧视车载广角镜头的像面高度。

进一步地，所述第一透镜的物方表面沿所述光轴是凸出的，所述第一透镜的像方表面沿着所述光轴是凹入的；

所述第二透镜的物方表面沿所述光轴是凸出的，所述第二透镜的像方表面沿着所述光轴均是凹入的；

所述第三透镜的物方表面和像方表面沿着所述光轴均是凸出的；

所述第四透镜的物方表面和像方表面沿着所述光轴均是凸出的；

所述第五透镜的物方表面和像方表面沿着所述光轴均是凹入的；

所述第六透镜的物方表面和像方表面沿着所述光轴均是凸出的。

进一步地，所述第一透镜、所述第三透镜、所述第四透镜和所述第五透镜为球面透镜；

所述第二透镜和所述第六透镜为非球面透镜。

进一步地，所述的侧视车载广角镜头还包括光阑，所述光阑设置于所述第三透镜和所述第四透镜之间。

进一步地，所述第六透镜与所述成像面之间设置有可见光滤光片；或者，所述第六透镜的像方表面镀设有可见光滤光膜层。

进一步地，所述侧视车载广角镜头满足：100°<2θ<140°，其中2θ为所述侧视车载广角镜头的全视场角。

进一步地，所述侧视车载广角镜头满足：1.6<F#<2.0，其中F#为所述侧视车载广角镜头的光圈数。

进一步地，所述侧视车载广角镜头满足：RI>60％，其中，RI为所述侧视车载广角镜头的照度。

进一步地，所述侧视车载广角镜头满足：

其中，

为所述侧视车载广角镜头的光焦度，

为所述第一透镜和所述第二透镜的组合光焦度。

进一步地，所述侧视车载广角镜头满足：

其中，

为所述侧视车载广角镜头的光焦度，

为所述第三透镜和所述第四透镜的组合光焦度。

进一步地，所述侧视车载广角镜头满足：

其中，

为所述侧视车载广角镜头的光焦度，

为所述第五透镜和所述第六透镜的组合光焦度

进一步地，所述侧视车载广角镜头满足：0.3<SD1/h<1.2，其中，SD1为所述第一透镜的半口径，h为所述侧视车载广角镜头的像面高度。

进一步地，所述侧视车载广角镜头满足：10<CRA<20，R13>-40；

其中，CRA为所述侧视车载广角镜头的主光线角度，R13为所述第六透镜的像方表面的曲率半径。

进一步地，所述侧视车载广角镜头满足：V4>60，(V4+V6)/V5>4，(R5-R9)/R10<-1；

其中，V4为所述第四透镜的阿贝数，V5为所述第五透镜的阿贝数，V6为所述第六透镜的阿贝数；

其中，R5为所述第三透镜的物方表面的曲率半径，R9为所述第四透镜的像方表面的曲率半径，R10为所述第五透镜的物方表面的曲率半径。

进一步地，所述侧视车载广角镜头满足：(R6+R10)/R12>-3；

其中，R6为所述第三透镜的像方表面的曲率半径，R10为所述第五透镜的物方表面的曲率半径，R12为所述第六透镜的物方表面的曲率半径。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供的侧视车载广角镜头包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜，第一透镜至第六透镜沿着镜头的光轴由镜头的物方至成像面的方向顺序设置；第一透镜具有负光焦度，第二透镜具有负光焦度，第三透镜具有正光焦度，第四透镜具有正光焦度，第五透镜具有负光焦度，第六透镜具有正光焦度，且所述侧视车载广角镜头满足：2<T_L/h<4；通过各透镜的合理搭配，能有效提高镜头整体的成像质量，并保证镜头整体的总长较小。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的侧视车载广角镜头的成像示意图；

图2为本发明实施例提供的侧视车载广角镜头的离焦曲线图；

图3为本发明实施例提供的侧视车载广角镜头的MTF曲线图；

图4为本发明实施例提供的侧视车载广角镜头的照度曲线图；

图5为本发明实施例提供的侧视车载广角镜头的主光线角度曲线图；

图6为本发明实施例提供的侧视车载广角镜头的成像点尺寸图。

附图标记：

1-第一透镜，2-第二透镜，3-第三透镜，4-光阑，5-第四透镜，6-第五透镜，7-第六透镜，8-可见光滤光片，9-盖玻璃。

具体实施方式

下提供以下具体实施方式以帮助读者获得对这里所描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，在理解本申请的公开内容之后，这里所描述的方法、设备和/或系统的各种变换、修改及等同物将是显而易见的。例如，这里所描述的操作的顺序仅仅是示例，其并不限于这里所阐述的顺序，而是除了必须以特定顺序发生的操作之外，可做出在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的改变。此外，为了提高清楚性和简洁性，可省略本领域中已知的特征的描述。

这里所描述的特征可以以不同的形式实施，并且不被解释为局限于这里所描述的示例。更确切的说，已经提供了这里所描述的示例，仅用于说明在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的实现在此所述的方法、设备和/或系统的许多可行方式中的一些可行方式。

本申请提供了一种成像成像质量高，且整体体积较小的侧视车载广角镜头。

在本申请的实施例中，第一透镜是最接近物(或被摄体)的透镜，而第六透镜是最接近成像面(或传感器芯片)的透镜。此外，在本申请中，均以毫米(mm)为单位表示透镜的曲率半径、半口径与厚度，镜头的光学总长(T_L)、像面高度(h)以及焦距(f)。

此外，透镜的厚度、透镜之间的距离以及T_L是基于透镜的光轴测量的距离。此外，在透镜的形状的描述中，透镜的一个表面沿着光轴是凸出的表述意味着对应表面的近轴区域凸出，透镜的一个表面沿着光轴凹入的表述意味着对应表面的近轴区域凹入。因此，即使当透镜的一个表面被描述凸出，透镜的所述一个表面的边缘部分可凹入。同样地，即使当透镜的一个表面被描述为凹入，透镜的所述一个表面的边缘部分可凸出。

本申请提供的侧视车载广角镜头包括六个透镜，例如，所述侧视车载广角镜头(以下简称镜头)包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜，第一透镜至第六透镜沿着镜头的光轴由镜头的物方至成像面的方向顺序设置。

第一透镜具有光焦度；例如，第一透镜具有负光焦度。第一透镜为凹面朝向成像面的弯月形透镜，即第一透镜的物方表面沿着镜头的光轴是凸出的，第一透镜的像方表面沿着镜头的光轴是凹入的。第一透镜为玻璃球面透镜；例如，第一透镜的物方表面和像方表面均是球面表面。

第二透镜具有光焦度；例如，第二透镜具有负光焦度。第二透镜为凹面朝向成像面的弯月形透镜，即第二透镜的物方表面沿着镜头的光轴是凸出的，第二透镜的像方表面沿着镜头的光轴是凹入的。第二透镜为塑料非球面透镜；例如，第二透镜的物方表面和像方表面均是非球面表面。

第三透镜具有光焦度；例如，第三透镜具有正光焦度。第三透镜为双凸型透镜，即第三透镜的物方表面和像方表面沿着镜头的光轴均是凸出的。第三透镜为玻璃球面透镜；例如，第三透镜的物方表面和像方表面均是球面表面。

第四透镜具有光焦度；例如，第四透镜具有正光焦度。第四透镜为双凸型透镜，即第四透镜的物方表面和像方表面沿着镜头的光轴均是凸出的。第四透镜为玻璃球面透镜；例如，第四透镜的物方表面和像方表面均是球面表面。

第五透镜具有光焦度；例如，第五透镜具有负光焦度。第五透镜为双凹型透镜，即第五透镜的物方表面和像方表面沿着镜头的光轴是凹入的。第五透镜为玻璃球面透镜；例如，第五透镜的物方表面和像方表面均是球面表面。

第六透镜具有光焦度；例如，第六透镜具有正光焦度。第六透镜为双凸型透镜，即第六透镜的物方表面和像方表面沿着镜头的光轴均是凸出的。第六透镜为塑料非球面透镜；例如，第六透镜的物方表面和像方表面均是非球面表面。

第二透镜和第六透镜的任意非球面表面可通过等式1来表达：

其中，z为非球面表面的矢高，c为非球面表面的近轴曲率，h为非球面表面的有效半径值，K为二次曲面系数，B-E为非球面表面的高阶项系数。

在一些实施例中，侧视车载广角镜头的所有透镜的两侧表面均镀设有高透过率的多层膜。

在一些实施例中，侧视车载广角镜头还可包括光阑，光阑设置于相邻的两个透镜之间；例如，在第三透镜和第四透镜之间设置光阑。

光阑可以更精确地调整通光量，以利于提高成像效果，保证在阴天或者夜晚等光线较暗的场景下也具有较大的光通量，以能够拍摄到清晰的图片。同时，将光阑设置于第三透镜和第四透镜之间，有利于控制到达成像面的主光线的入射角度，从而更符合传感器芯片的入射要求。

优选地，光阑采用中心设有通光孔的遮光纸，利用遮光纸做光阑，能够在一定程度上降低对镜头的镜筒的通光孔的要求，以最大程度保证加工的精确性，减少加工误差。

在一些实施例中，侧视车载广角镜头还可包括可见光滤光片，比如在第六透镜与成像面之间设置可见光滤光片，或者在第六透镜的像方表面上镀设可见光滤光膜层，从而能够抑制非工作波段的光透过，以有效地减少镜头的色差和杂光，提升成像效果。

优选地，可见光滤光片的厚度可以为0.3mm。

在一些实施例中，侧视车载广角镜头还包括盖玻璃，若第六透镜朝向成像面的后方设置有可见光滤光片，盖玻璃设置于可见光滤光片的后方；如无可见光滤光片，盖玻璃则设置于第六透镜的后方。

本申请所涉及的侧视车载广角镜头及全景摄像系统，可满足以下条件表达式：

在一些实施例中，满足2<T_L/h<4；

在一些实施例中，满足100°<2θ<140°；

在一些实施例中，满足1.6<F#<2.0；

在一些实施例中，满足RI>60％；

在一些实施例中，满足

在一些实施例中，满足

在一些实施例中，满足

在一些实施例中，满足0.3<SD1/h<1.2；

在一些实施例中，满足10<CRA<20；

在一些实施例中，满足R13>-40；

在一些实施例中，满足V4>60；

在一些实施例中，满足(V4+V6)/V5>4；

在一些实施例中，满足(R5-R9)/R10<-1；

在一些实施例中，满足(R6+R10)/R12>-3。

在以上表达式中，T_L为侧视车载广角镜头的光学总长，h为侧视车载广角镜头的像面高度，2θ为侧视车载广角镜头的全视场角，F#为侧视车载广角镜头的光圈数，RI为侧视车载广角镜头的照度，

为侧视车载广角镜头的光焦度，

为第一透镜和第二透镜的组合光焦度，

为第三透镜和第四透镜的组合光焦度，

为第五透镜和第六透镜的组合光焦度，SD1为第一透镜的半口径，CRA为侧视车载广角镜头的主光线角度，R13为第六透镜的像方表面的曲率半径，V4为第四透镜的阿贝数，V5为第五透镜的阿贝数，V6为第六透镜的阿贝数，R6为第三透镜的像方表面的曲率半径，R5为第三透镜的物方表面的曲率半径，R9为第四透镜的像方表面的曲率半径，R10为第五透镜的物方表面的曲率半径，R6为第三透镜的像方表面的曲率半径，R12为第六透镜的物方表面的曲率半径。

这里，根据2<T_L/h<4，至少能够限制镜头的总长，并确保镜头具有足够好的成像品质；当T_L/h的值超过上限时，整体镜头的总长过长，或者说如果缩短镜头的总长，会导致像高不足；当T_L/h的值低于下限时，由于各透镜的光焦度过大，镜头像差矫正困难，解像能力将显著下降。

此外，根据100°<2θ<140°以及1.6<F#<2.0，至少能够保证侧视车载广角镜头具有较大的视场角，同时具有足够好的成像品质；当光圈数F#超过上限时，整体镜头的可校正像差剩余量过多；当光圈数F#低于下限时，整体镜头的像差过大，成像品质差。

此外，根据RI>60％，至少能够保证测试车载广角镜头具有较好的成像均匀性，保证成像质量。

此外，根据

第一透镜和第二透镜作为侧视车载广角镜头的前透镜群，至少能够保证具有宽视场角的物面光汇聚进入镜头内，同时矫正镜头畸变，且不产生较大像差，保证侧视车载广角镜头具有足够好的成像品质；当

的值超过上限时，前透镜群的组合光焦度过强，虽然能够使系统总长变小，但其产生的球差过大，很难矫正；当

的值超过下限时，该前透镜群光焦度减弱，球差相对减小，但其屈光能力下降导致镜头总长加长。

此外，根据

第三透镜和第四透镜作为侧视车载广角镜头的中透镜群，承接前述的前透镜群，至少能够有效地配合前透镜群，在整个镜头中主要承担整体光焦度，校正垂向像差，以保证侧视车载广角镜头具有足够好的成像品质；当

的值超过上限时，该中透镜群的光焦度过强，能够使系统总长变小，但其产生的球差、象散、场曲过大，很难矫正；当

的值超过下限时，该中透镜群的光焦度减弱，上述像差相对减小，但其屈光能力下降导致镜头总长加长。

此外，根据

第五透镜和第六透镜作为侧视车载广角镜头的后透镜群，其光焦度承接前述透镜群，至少能够有效地改善像差，提高成像质量。当

的值超过限度时，该后透镜群的像差校正能力将下降。

此外，根据0.3<SD1/h<1.2，由于第一透镜在镜头中主要起到收光作用，其外径越大，收光效果越好，但也增加了整体镜头的尺寸；当满足上述关系式时，至少能够保证镜头具有良好的收光效果的同时，也能够保证镜头的整体尺寸不至于过大。

此外，根据10<CRA<20以及R13>-40，至少能够有效地校正像差，同时尽可能地改变镜头的主光线角度，增加镜头的芯片的兼容性，且当R13满足上述关系时，能够主光线角度(CRA)在上述范围内，从而增加可选的芯片的种类。

此为，根据V4>60，(V4+V6)/V5>4，以及(R5-R9)/R10<-1，至少能够保证镜头在阴天或者夜晚等光线较暗的场景下具有足够好的成像品质；当满足上述关系式时，中间透镜群在提供整体镜头的光焦度的同时，也能很好地完成日夜共焦的功能，且能够良好地校正光学像差。

此外，根据(R6+R10)/R12>-3，至少能够使车载广角镜头的光学畸变得到良好地校正，使镜头的成像比例与物体的实际比例相近。

接下来，将描述根据具体示例的侧视车载广角镜头。

如图1所示，侧视车载广角镜头包括第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜5、第五透镜6和第六透镜7。

第一透镜1具有负光焦度，第一透镜1为凹面朝向成像面的弯月形透镜；第二透镜2具有负光焦度，第二透镜2为凹面朝向成像面的弯月形透镜；第三透镜3具有正光焦度，第三透镜3为双凸型透镜；第四透镜5具有正光焦度，第四透镜5为双凸型透镜；第五透镜6具有负光焦度，第五透镜6为双凹型透镜；第六透镜7具有正光焦度，第六透镜7为双凸型透镜。

侧视车载广角镜头还包括光阑4、可见光滤光片8和盖玻璃9，光阑4设置于第三透镜3和第四透镜5之间，可见光滤光片8设置于第六透镜7的后方，盖玻璃9设置于可见光滤光片8的后方。

在该示例的侧视车载广角镜头中，各透镜的相关参数如表1所示。

表1

在该示例的侧视车载广角镜头中，各透镜的非球面特性如表2所示。

表2

表面序号	K	B	C	D	E
						S3	2.45E+01	-6.27E-05	5.87E-06	-1.78E-08	2.02E-09
S4	-3.23E-02	8.92E-05	1.47E-06	9.17E-08	-1.21E-08
						S12	-2.48E+00	2.04E-05	3.14E-06	-2.43E-07	1.39E-06
S13	-5.92E+00	5.63E-05	-2.58E-06	5.00E-08	-7.95E-11

表1和表2中，S1和S2分别代表第一透镜的物方表面和像方表面，S3和S4分别代表第二透镜的物方表面和像方表面，依次类推。

在该示例的侧视车载广角镜头中，侧视车载广角镜头的条件表达式的值如表3所示。

表3

图2呈现了该示例的侧视车载广角镜头的离焦曲线，图3呈现了该示例的侧视车载广角镜头的MTF曲线，图4呈现了该示例的侧视车载广角镜头的照度曲线，图5呈现了该示例的侧视车载广角镜头的主光线角度曲线，图6呈现了该示例的侧视车载广角镜头的成像点尺寸。

根据上述示例，本申请的侧视车载广角镜头具有以下优点：

通过采用4片玻璃球面透镜与2片塑料非球面透镜搭配混合使用，使镜头具有较高的使用寿命和稳定性。

通过采用4片玻璃球面透镜与2片塑料非球面透镜搭配混合使用，使镜头的像差得到有效校正，并具有高低温产生的焦点漂移量小的优点，使得镜头可适应不同的温度场合，温度控制好。

通过采用4片玻璃球面透镜与2片塑料非球面透镜搭配混合使用，并通过合理搭配各透镜的光焦度，能够有效提高镜头整体的成像质量，同时也尽可能地降低了镜头整体的光学总长，并确保在较暗的环境下同样能够拍摄高成像质量的图像。

第六透镜使用非球面透镜，能够良好地控制主光线角度，以使镜头能够与传感器完美匹配，提升镜头的传感器芯片的兼容性。

本发明中的侧视车载广角镜头的畸变得到了良好的校正，从而使镜头的成像比例与客观物体的实际比例相近。

虽然本公开包括特定的示例，但是理解本申请的公开内容之后将显而易见的是，在不脱离权利要求及其等同物的精神和范围的情况下，可在这些示例中做出形式上和细节上的各种改变。在此所描述的示例将仅被视为描述性含义，而非出于限制的目的。在每个示例中的特征或方面的描述将被认为可适用于其他示例中的类似特征或方面。如果以不同的顺序执行描述的技术，和/或如果以不同的方式组合描述的系统、构架、装置或者电路中的组件和/或用其他组件或者它们的等同物进行替换或者补充描述的系统、构架、装置或者电路中的组件，则可获得适当的结果。因此，本公开的范围不由具体实施方式限定，而是由权利要求及其等同物限定，权利要求及其等同物的范围内的所有变化将被解释为包含于本公开中。