CN218866202U - 光学镜头及应用该光学镜头的车载摄像模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及镜头光学技术领域，具体是一种光学镜头及应用该光学镜头的车载摄像模组，包括：位于同一轴心的镜片组，镜片组从物方到像方依次设有第一透镜，第二透镜、第三透镜、光阑，第四透镜，第五透镜和第六透镜，所有透镜均为玻璃材质，第一透镜为凸凹型球面透镜，第二透镜为双凹型球面透镜，第三透镜为双凸型球面透镜，第四透镜为双凸型球面透镜，第五透镜为双凹球面透镜，第六透镜为双凸透镜，本实用新型的光学镜头满足三百万像素分辨率，成像效果更清晰，相对照度高,在低照度环境下，画面更加明亮，细节更为清楚,并且镜头体积较小,像面大。

Description

光学镜头及应用该光学镜头的车载摄像模组

技术领域

本实用新型涉及镜头光学技术领域，具体是光学镜头及应用该光学镜头的车载摄像模组。

背景技术

随着汽车安全驾驶系统的应用与普及，车载领域的光学系统或模组也得到了普遍应用。而应用于前车碰撞预警、轨道偏移预警、行人识别预警等应用场景的镜头需求也越来越多。此类光学系统或模组要求能适应白天和低照度环境下都能清晰成像，因此镜头需要考虑大光圈；同时，为了满足对宽视野范围的细节辨识，因此光学系统或模组需具备较大的视场角和更高清的像素。而现有应用于车载领域的光学系统或模组，普遍存在镜片过多、结构复杂、光圈过小或像素过低的缺陷，难以满足市场的需求。

因此，需要一种高性能且体积小的光学镜头。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供一种光学镜头，体积小，具备大光圈，成像清晰且低照度环境下画面照度更高。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种光学镜头，包括：位于同一轴心的镜片组，所述镜片组从物面到像面依次设有第一透镜，第二透镜、第三透镜、光阑，第四透镜，第五透镜与第六透镜，所述第一透镜的物面侧为凸面，像面侧为凹面；所述第二透镜为双面凹透镜；所述第三透镜为双面凸透镜；所述第四透镜为双面凸透镜；所述第五透镜为双面凹透镜；所述第六透镜为双面凸透镜。

可选的，在本实用新型一实施例中，所述镜片组的透镜均采用玻璃材质透镜，所述透镜的折射率及阿贝数满足以下条件：

所述第一透镜的Nd值为1.63≤Nd≤1.85，Vd值为38≤Vd≤62；

所述第二透镜的Nd值为1.4≤Nd≤1.65，Vd值为60≤Vd≤85；

所述第三透镜的Nd值为1.8≤Nd≤2，Vd值为15≤Vd≤35；

所述第四透镜的Nd值为1.65≤Nd≤1.85，Vd值为35≤Vd≤55；

所述第五透镜的Nd值为1.85≤Nd≤2，Vd值为15≤Vd≤35；所述第六透镜的Nd值为1.5≤Nd≤1.65，Vd值为55≤Vd≤85。

其中，Nd值为透镜的折射率，Vd值为透镜的阿贝数。

可选的，在本实用新型一实施例中，所述镜头的光学总长满足tt l/f≤6.5，且镜头光学总长满足19mm≤tt l≤22mm。

其中，tt l为镜头光学总长，f为镜头的有效焦距值。

可选的，在本实用新型一实施例中，所述第一透镜的焦距值满足1≤|f1/f|≤3；所述第二透镜的焦距值满足1≤|f2/f|≤3。

可选的，在本实用新型一实施例中，所述第三透镜的焦距值满足1≤|f3/f|≤3；所述第四透镜的焦距值满足0.5≤|f4/f|≤3。

可选的，在本实用新型一实施例中，所述第五透镜的焦距值满足0.5≤|f5/f|≤3；所述第六透镜的焦距值满足1≤|f6/f|≤5。

其中，f为镜头的有效焦距值，f1为第一透镜的焦距值，f2为第二透镜的焦距值，f3为第三透镜的焦距值，f4为第四透镜的焦距值，f5为第五透镜的焦距值，f6为第六透镜的焦距值。

可选的，在本实用新型一实施例中，所述镜头的可适用成像光谱波长范围为400nm-650nm。

可选的，在本实用新型一实施例中，所述镜头的光圈值F≤1.8。

可选的，在本实用新型一实施例中，所述镜片组还包括红外截止滤光片，所述红外截止滤光片设于所述第六透镜与像面之间。

可选的，在本实用新型一实施例中，所述第一透镜至第五透镜均为球面透镜，所述第六透镜为非球面透镜。

一种摄像模组，包括镜头，所述镜头为上述的光学镜头。

本实用新型有益效果

本实用新型提供一种光学镜头，镜头的镜片组由六个透镜组成，各透镜采用轻薄化设计，使镜头整体重量轻量化，且镜头长度相对短，两个胶合透镜利于生产装配,并且生产良率得到提升,通过各透镜的组合，使镜头光圈值≤1.8，相对照度高,在低照度环境下也能提供良好成像，通过对六个透镜进行参数设定及形状的设计，使镜头的头部直径小，利于主机厂装配,应用该光学镜头的车载摄像模组，可应用于车侧盲点监测等多个位置，提高行车安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本实用新型实施例1镜片结构横向示意图；

图2为本实用新型实施例1镜头MTF曲线图；

图3为本实用新型实施例1镜头点列图；

图4为本实用新型实施例1镜头场曲畸变示意图；

图5为本实用新型实施例1镜头相对照度图；

附图标记：第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、光阑4、第四透镜5、第五透镜6、第六透镜7、红外截止滤光片8、像面9。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为实现预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

实施例1

基于现有车载摄像头的发展趋势，对于摄像头的成像素质要求越来越高，并且摄像头的体积趋于小型化，因此，设计了一种车载用的光学镜头，具体方案如下：

如图1所示，一种光学镜头，包括：镜片组，镜片组从物面到像面9依次设有第一透镜1，第二透镜2、第三透镜3、光阑4，第四透镜5，第五透镜6与第六透镜7，第一透镜1的物面侧为凸面，像面9侧为凹面；第二透镜2为双面凹透镜；第三透镜3为双面凸透镜；第四透镜5为双面凸透镜；第五透镜6为双面凹透镜；第六透镜7为双面凸透镜。

镜片组还包括红外截止滤光片8，红外截止滤光片8设于所述第六透镜7与像面9之间，本实施例中，红外截止滤光片8为双平面玻璃片，在红外截止滤光片8的前表面与后表面分别镀一层红外截止膜，双面镀膜时，可见光透过率相比单面镀膜的透光率更高。

在一实施例中，红外截止滤光片8取消双平面玻璃片的设置，改为直接在第六透镜7的后表面镀一层红外截止膜，同样可以起到原红外截止滤光片8的作用。

需要说明的是，在本实施例中的光阑4为孔径光阑4，用于对轴上物点光束的口径进行限制。

镜片组的各透镜均采用玻璃材质透镜，其中，“镜片组的各透镜”指组成镜片组的各个透镜，在本实施例中是指第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第三透镜3、第四透镜5、第五透镜6与第六透镜7，采用玻璃透镜的镜头成像效果清晰，相比其他材料镜片更耐刮、耐磨、耐高温,价格相对较低。

第一透镜1的Nd值为1.63≤Nd≤1.85，Vd值为38≤Vd≤62；

第二透镜2的Nd值为1.4≤Nd≤1.65，Vd值为60≤Vd≤85；

第三透镜3的Nd值为1.8≤Nd≤2，Vd值为15≤Vd≤35；

第四透镜5的Nd值为1.65≤Nd≤1.85，Vd值为35≤Vd≤55；

第五透镜6的Nd值为1.85≤Nd≤2，Vd值为15≤Vd≤35；第六透镜7的Nd值为1.5≤Nd≤1.65，Vd值为55≤Vd≤85。

其中，Nd值为透镜的折射率，Vd值为透镜的阿贝数。

各透镜满足上述折射率及阿贝数的情况下，各透镜为轻薄化，相应的所构成的镜头更轻体积也更小，且通过各透镜的搭配组合，使镜头能够满足300万像素芯片的成像要求。

镜头的光学总长满足tt l/f≤6.5，且镜头光学总长满足19mm≤tt l≤22mm。其中，tt l为镜头的光学总长，f为镜头的有效焦距值。

各透镜焦距值满足以下条件：

第一透镜1的焦距值满足1≤|f1/f|≤3；第二透镜2的焦距值满足1≤|f2/f|≤3。

第三透镜3的焦距值满足1≤|f3/f|≤3；第四透镜5的焦距值满足0.5≤|f4/f|≤3。

第五透镜6的焦距值满足0.5≤|f5/f|≤3；第六透镜7的焦距值满足1≤|f6/f|≤5。

其中，f为镜头的有效焦距值，f1为第一透镜1的焦距值，f2为第二透镜2的焦距值，f3为第三透镜3的焦距值，f4为第四透镜5的焦距值，f5为第五透镜6的焦距值，f6为第六透镜7的焦距值。

在本实施例中，镜头焦距值f为3.398mm，第一透镜1焦距值f1为-5.66，第二透镜2焦距值f2为-6.9，第三透镜3焦距值f3为5.17，第四透镜5焦距值f4为4.02，第五透镜6焦距值f5为-4.47，第六透镜7焦距值f6为8，光学总长tt l为21.05mm，f1/f为1.66，f2/f为1.66，f3/f为1.66，f4/f为1.66，f5/f为1.66，f6/f为1.66，tt l/f为6.18。

镜头的可适用成像光谱波长范围为400nm-650nm。

镜头的光圈值F≤1.8，光圈越大，镜头的低照度成像表现好。

第一透镜1至第五透镜6均为球面透镜，第六透镜7为非球面透镜。

参考图2，本光学镜头各透镜的各项基本参数如下列表所示：

其中，前表面为透镜朝向物象一侧的表面，后表面为透镜朝向像面9一侧的表面；

S1、S2为第一透镜1的前后表面；

S3、S4为第二透镜2的前后表面；

S4、S5为第三透镜3的前后表面；

S6为孔径光阑4；

S7、S8为第四透镜5的前后表面；

S8、S9为第五透镜6的前后表面；

S10、S11为第六透镜7的前后表面；

S12、S13为红外截止滤光片8的前后表面；

需要说明的是，第二透镜2与第三透镜3为胶合在一起的第一组合透镜，因此，第二透镜2的后表面与第三透镜3的前表面为同一表面，同理，第四透镜5的后表面与第五透镜6的前表面为同一表面。

进一步地，作为本实用新型的一种优选实施方式而非限定，第六透镜7为非球面形状，第六透镜7满足以下方程式：

其中，参数c＝1/R，即为半径所对应的曲率，y为径向坐标，其单位和透镜长度单位相同，k为圆锥二次曲线系数，a₁至a₈分别为各径向坐标所对应的系数,所述第六透镜7的非球面相关数值如下表所示:

参考图2可知本实施例的光学镜头对对比度的还原情况，其中，横坐标为镜头边缘与镜头中心的距离，单位为线对/毫米，即为l p/mm，纵坐标为对比度优劣，实线表示子午方向的MTF，虚线表示弧矢方向的MTF，本实施例的光学镜头在空间频率为167l p/mm时，全视场MTF值大于0.2，在空间频率为84l p/mm处，全视场MTF值大于0.45，可满足三百万像素分辨率要求。

参考图3可知本实施例的光学镜头的像差，图3为镜头在40μm*40μm的I MA面上成像，图3中包括11个不同视场角的点列图，从图3中可知68°视场的均方根半径值RMS为5.944，几何半径值GEO为23.297，本实施例的光学镜头光线汇聚较好，无明显紫边现象，像差矫正良好，满足三百万芯片需求。

参考图4可知本实施例的光学镜头的场曲畸变，图4中左图为场曲图示，有图为畸变图示，其中，左图横坐标0轴为理想像面，0轴左右表示实际光线偏离理想像面程度(离焦量),单位为毫米,纵坐标为视场角值，虚线代表弧矢方向的场曲,实线代表子午方向的场曲,右图横坐标为百分比数值，纵坐标为视场角值，从左图可知，虚线与实线均呈波浪状，虚线靠近0轴线上弯曲，实线在-0.1轴线与0.04轴线之间弯曲，虚线与实线的场曲绝对值均小于0.05mm，右图可知光学镜头在68°半视场角时，畸变为-54％，畸变可通过后期的反畸变算法进行修正，减少成像畸变。

参考图5可知本实施例的光学镜头的相对照度，其中，横坐标为镜头视场角，纵坐标为中心光量为100％时周边的明亮度，经测试得出本实施例的光学镜头在半视场角为68°时，相对照度≥75％。

本实施例的光学镜头，采用六个透镜构成镜片组，结构简单，第一透镜至第五透镜采用玻璃球面透镜，成像清晰且成本相对较低，第六透镜为非球面透镜，相比球面透镜，成本相对较高，通过各透镜的组合搭配，镜头具备大光圈的特性，成像效果好，应用该光学镜头的车载摄像模组，可用于车侧的盲点监控等，有助于提高行车安全性。

在一实施例中公开了一种车载摄像模组，包括镜头，镜头为实施例1所述的光学镜头，该摄像模组主要安装于车辆侧面，具体地，摄像模组安装于车辆B柱或车辆后视镜底部，摄像模组的视场角为90°-100°，主要用于车辆的盲点检测，检测车辆侧面的车辆及自行车等，驾驶员可以根据摄像头成像更好地调整车辆位置或避免车辆行驶撞击到人或物，减少事故发生。

在一实施例中公开了一种车载侧后视摄像模组，包括镜头，镜头为实施例1所述的光学镜头，该摄像模组安装于车辆前翼子板位置，摄像模组视场角为100°，主要用于车辆变道、汇入其它道路情况下应用。

以上，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种光学镜头，其特征在于，包括：位于同一轴心的镜片组，所述镜片组从物面到像面依次设有第一透镜，第二透镜、第三透镜、光阑，第四透镜，第五透镜与第六透镜；所述第一透镜的物面侧为凸面，像面侧为凹面；所述第二透镜为双面凹透镜；所述第三透镜为双面凸透镜；所述第四透镜为双面凸透镜；所述第五透镜为双面凹透镜；所述第六透镜为双面凸透镜。

2.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述镜片组的透镜均为玻璃透镜，所述透镜的折射率及阿贝数满足以下条件：

所述第一透镜的Nd值为1.63≤Nd≤1.85，Vd值为38≤Vd≤62；

所述第二透镜的Nd值为1.4≤Nd≤1.65，Vd值为60≤Vd≤85；

所述第三透镜的Nd值为1.8≤Nd≤2，Vd值为15≤Vd≤35；

所述第四透镜的Nd值为1.65≤Nd≤1.85，Vd值为35≤Vd≤55；

所述第五透镜的Nd值为1.85≤Nd≤2，Vd值为15≤Vd≤35；

所述第六透镜的Nd值为1.5≤Nd≤1.65，Vd值为55≤Vd≤85。

3.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述镜头的光学总长满足ttl/f≤6.5，且镜头光学总长满足19mm≤ttl≤22mm。

4.根据权利要求3所述的光学镜头，其特征在于，所述镜头的各透镜的焦距值满足以下条件：

所述第一透镜的焦距值满足1≤|f1/f|≤3；

所述第二透镜的焦距值满足1≤|f2/f|≤3；

所述第三透镜的焦距值满足1≤|f3/f|≤3；

所述第四透镜的焦距值满足0.5≤|f4/f|≤3；

所述第五透镜的焦距值满足0.5≤|f5/f|≤3；

所述第六透镜的焦距值满足1≤|f6/f|≤5。

5.根据权利要求4所述的光学镜头，其特征在于，所述镜头的可适用成像光谱波长范围为400nm-650nm。

6.根据权利要求4所述的光学镜头，其特征在于，所述第二透镜与第三透镜胶合构成第一组合透镜，所述第四透镜与第五透镜胶合构成第二组合透镜。

7.根据权利要求5所述的光学镜头，其特征在于，所述镜头的光圈值F≤1.8。

8.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述镜片组还包括红外截止滤光片，所述红外截止滤光片设于所述第六透镜与像面之间。

9.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜至第五透镜均为球面透镜，所述第六透镜为非球面透镜。

10.一种车载摄像模组，其特征在于，包括光学镜头，所述光学镜头为权利要求1-9所述的光学镜头。

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