CN220064488U - 长焦车载前视光学系统及其应用的摄像模组 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种长焦车载前视光学系统及其应用的摄像模组，主要由6枚透镜构成，镜片枚数合理，结构简单，通过采用全球面镜片配置并合理分配镜片光焦度，具备长焦兼顾小型化、全球面镜片兼顾低成本，同时具有高角分辨率的优点，使得小型化的车载前视镜头在市场将有更大的竞争力。
Description
技术领域
本申请涉及一种长焦车载前视光学系统及其应用的摄像模组，尤其是一种应用于车载领域的车载前视的长焦光学系统及其应用的摄像模组。
背景技术
随着汽车辅助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，车载前视光学镜头在碰撞预警、车道偏离预警、行人检测预警等领域发挥着重要作用。而为了满足这些功能，就需要系统对前方远处物体的辨识度越来越高，具体体现在镜头上就是需要镜头有高清的分辨率、较大的角分辨率及较长的焦距。市场上为了满足高分辨率，大多镜头使用了非球面，使得镜头成本增高，同时焦距较长又会造成镜头的总长较长，不利于镜头的小型化。
实用新型内容
为克服现有应用于车载环视镜头的光学系统或摄像模组，普遍存在镜头总长较长、成本较高的问题，本申请一方面提供了一种长焦车载前视光学系统，具备长焦兼顾小型化、全球面镜片兼顾低成本，同时具有高角分辨率的优点。
一种长焦车载前视光学系统，沿光轴从物面到像面依次包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜；
所述第一透镜的物面侧为凹面，像面侧为凹面，其光焦度为负；
所述第二透镜的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
所述第三透镜的物面侧为凹面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
所述第四透镜的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
所述第五透镜的物面侧为凹面，像面侧为凸面，其光焦度为负；
所述第六透镜的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为正。
如上所述的长焦车载前视光学系统，该光学系统满足TTL/EFL≤3.5，其中TTL为光学系统的第一透镜物面侧顶点至像面之间的距离，EFL为光学系统的有效焦距。
如上所述的长焦车载前视光学系统，该光学系统的各透镜满足如下条件：
(1)-15mm<f1<-3mm；
(2)4mm<f2<20mm；
(3)5mm<f3<50mm；
(4)3mm<f4<20mm；
(5)-20mm<f5<-4mm；
(6)10mm<f6<100mm；
其中，f1为第一透镜的焦距，f2为第二透镜的焦距，f3为第三透镜的焦距，f4为第四透镜的焦距，f5为第五透镜的焦距，f6为第六透镜的焦距。
如上所述的长焦车载前视光学系统，该光学系统的各透镜满足如下条件：
(1)-2.5<f1/f<-0.3；
(2)0.4<f2/f<3.0；
(3)0.5<f3/f<8.0；
(4)0.3<f4/f<3.0；
(5)-4.0<f5/f<-0.5；
(6)1.5<f6/f<15.0；
其中，f为整个光学系统的焦距，f1为第一透镜的焦距，f2为第二透镜的焦距，f3为第三透镜的焦距，f4为第四透镜的焦距，f5为第五透镜的焦距，f6为第六透镜的焦距。
如上所述的长焦车载前视光学系统，该光学系统满足如下条件：第一透镜的材料折射率Nd1、材料阿贝常数Vd1满足：1.49<Nd1<1.75，50<Vd1<70.5；和/或
第二透镜的材料折射率Nd2、材料阿贝数Vd2满足：1.7<Nd2<2.1，25<Vd2<55。
如上所述的长焦车载前视光学系统，该光学系统满足如下条件：第三透镜的材料折射率Nd3、材料阿贝数Vd3满足：1.49<Nd1<1.75，50<Vd1<82；和/或
第四透镜的材料折射率Nd4、材料阿贝数Vd4满足：1.49<Nd4<1.62，63<Vd4<82。
如上所述的长焦车载前视光学系统，该光学系统满足如下条件：第五透镜的材料折射率Nd5、材料阿贝数Vd5满足：1.65<Nd5<1.95，17.5<Vd5<35；和/或
第六透镜的材料折射率Nd6、材料阿贝数Vd6满足：1.7<Nd2<2.1，25<Vd2<55。
如上所述的长焦车载前视光学系统，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜均为球面透镜。
如上所述的长焦车载前视光学系统，第四透镜与第五透镜相互胶合形成组合透镜，光阑位于第三透镜和第四透镜之间。
另一方面，本申请实施例还提供一种车载前视摄像模组。
一种摄像模组，至少包括光学镜头，光学镜头内安装有上述的长焦车载前视光学系统。
与现有技术相比，本申请的有益效果如下：
本实用新型实施例之光学系统和摄像模组，主要由6枚透镜构成，镜片枚数合理，结构简单，通过合理分配镜片光焦度，具备长焦兼顾小型化、全球面镜片兼顾低成本，同时具有高角分辨率的优点，使得小型化的车载前视镜头在市场将有更大的竞争力。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1是本申请实施例光学系统或摄像模组的结构示意图；
图2是本申请实施例光学系统或摄像模组的像散和畸变曲线图；
图3是本申请实施例光学系统或摄像模组的MTF曲线图。
具体实施方式
如图1-3所示，本申请提供一种长焦车载前视光学系统，沿光轴从物面到像面依次由第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、光阑STO、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6和滤光片L7构成。
所述第一透镜L1的物面侧为凹面，像面侧为凹面，其光焦度为负；
所述第二透镜L2的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
所述第三透镜L3的物面侧为凹面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
所述第四透镜L4的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
所述第五透镜L5的物面侧为凹面，像面侧为凸面，其光焦度为负；
所述第六透镜L6的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为正。
本实用新型实施例之光学系统，主要由6枚透镜构成，镜片枚数合理，结构简单，通过采用全球面镜片配置并合理分配镜片光焦度，具备长焦兼顾小型化、全球面镜片兼顾低成本，同时具有高角分辨率的优点，使得小型化的车载前视镜头在市场将有更大的竞争力。
进一步地，作为本实用新型的一种优选实施方式而非限定，该光学系统满足TTL/EFL≤3.5，其中TTL为光学系统的第一透镜L1物面侧顶点至像面之间的距离，EFL为光学系统的有效焦距，此设计可减小光学总长，能有效使镜头小型化。
进一步地，作为本实用新型的一种优选实施方式而非限定，该光学系统的各透镜满足如下条件：
(1)-15mm<f1<-3mm；
(2)4mm<f2<20mm；
(3)5mm<f3<50mm；
(4)3mm<f4<20mm；
(5)-20mm<f5<-4mm；
(6)10mm<f6<100mm；
其中，f1为第一透镜L1的焦距，f2为第二透镜L2的焦距，f3为第三透镜L3的焦距，f4为第四透镜L4的焦距，f5为第五透镜L5的焦距，f6为第六透镜L6的焦距，通过合理分配各镜片的焦距，具备长焦兼顾小型化，同时具有高角分辨率的优点，使得小型化的车载前视镜头在市场将有更大的竞争力。
进一步地，作为本实用新型的一种优选实施方式而非限定，该光学系统的各透镜满足如下条件：
(1)-2.5<f1/f<-0.3，通过约束第一透镜L1与光学成像系统的有效焦距比值在合理的范围，控制系统的畸变，使成像中心拥有更高的角分辨率；
(2)0.4<f2/f<3.0，通过约束第二透镜L2与光学成像系统的有效焦距比值在合理的范围，对系统的球差进行微调和控制，进而有效的提升系统的成像质量；
(3)0.5<f3/f<8.0，通过约束第三透镜L3与光学成像系统的有效焦距比值在合理的范围，使得配置的长焦车载前视光学系统具有优秀的温度特性，进而提升光学系统在高低温下成像的稳定性，提高成像质量；
(4)0.3<f4/f<3.0，通过约束第四透镜L4光焦度与光学成像系统的有效焦距比值在合理的范围，使得配置的长焦车载前视光学系统具有优秀的温度特性，进而提升光学系统在高低温下成像的稳定性，提高成像质量；
(5)-4.0<f5/f<-0.5，通过合理控制第五透镜L5与光学成像系统有效焦距比值范围，很好地校正系统的像散及场曲，有效的提高了系统的成像质量；
(6)1.5<f6/f<15.0，通过约束第六透镜L6与光学成像系统的有效焦距比值在合理的范围，很好地控制了系统中光线的走势，有效地控制镜头的有效口径，消除系统的像差，校正系统的像散及场曲；
其中，f为整个光学系统的焦距，f1为第一透镜L1的焦距，f2为第二透镜L2的焦距，f3为第三透镜L3的焦距，f4为第四透镜L4的焦距，f5为第五透镜L5的焦距，f6为第六透镜L6的焦距。
进一步地，作为本实用新型的一种优选实施方式而非限定，该光学系统满足如下条件：第一透镜L1的材料折射率Nd1、材料阿贝常数Vd1满足：1.49<Nd1<1.75，50<Vd1<70.5，此设计能有效减弱色差，优化镜头像差，进而有效的提升系统的成像质量；
进一步地，作为本实用新型的一种优选实施方式而非限定，第二透镜L2的材料折射率Nd2、材料阿贝数Vd2满足：1.7<Nd2<2.1，25<Vd2<55，此设计能有效减弱色差，优化镜头像差，进而有效的提升系统的成像质量；
进一步地，作为本实用新型的一种优选实施方式而非限定，该光学系统满足如下条件：第三透镜L3的材料折射率Nd3、材料阿贝数Vd3满足：1.49<Nd1<1.75，50<Vd1<82，此设计能有效减弱色差，优化镜头像差，进而有效的提升系统的成像质量；
进一步地，作为本实用新型的一种优选实施方式而非限定，第四透镜L4的材料折射率Nd4、材料阿贝数Vd4满足：1.49<Nd4<1.62，63<Vd4<82，此设计能有效减弱色差，优化镜头像差，进而有效的提升系统的成像质量；
进一步地，作为本实用新型的一种优选实施方式而非限定，该光学系统满足如下条件：第五透镜L5的材料折射率Nd5、材料阿贝数Vd5满足：1.65<Nd5<1.95，17.5<Vd5<35，此设计能有效减弱色差，优化镜头像差，进而有效的提升系统的成像质量；
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L6的材料折射率Nd6、材料阿贝数Vd6满足：1.7<Nd2<2.1，25<Vd2<55，此设计能有效减弱色差，优化镜头像差，进而有效的提升系统的成像质量。
进一步地，作为本实用新型的一种优选实施方式而非限定，所述第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6均为球面透镜，通过采用全球面镜片配置，具备长焦兼顾小型化、全球面镜片兼顾低成本，同时具有高角分辨率的优点，使得小型化的车载前视镜头在市场将有更大的竞争力。
进一步地，作为本实用新型的一种优选实施方式而非限定，第四透镜L4与第五透镜L5相互胶合形成组合透镜，有利于镜头小型化，同时具有高角分辨率的优点，使得小型化的车载前视镜头在市场将有更大的竞争力。
具体地，作为本实用新型的一种优选实施方式而非限定，如图1-3所示，在本实施例中，第一透镜L1的焦距f1＝-4.2mm，第二透镜L2的焦距f2＝5.6mm，第三透镜L3的焦距f3＝47.1mm，第四透镜L4的焦距f4＝8.6mm，第五透镜L5的焦距f5＝-12.5mm，第六透镜L6的焦距f6＝18.1mm，各透镜的曲率半径、厚度及材料参数如表1所示：
表1：实施例光学系统的各项基本参数
| 表面 | 曲率半径R(mm) | 厚度D(mm) | 折射率Nd | 色散值Vd |
| S1 | -6.03 | 1.25 | 1.70 | 55.5 |
| S2 | 6.03 | 0.39 | ||
| S3 | 8.95 | 2.70 | 1.91 | 35.3 |
| S4 | -10.44 | 1.50 | ||
| S5 | 5.70 | 1.50 | 1.50 | 81.6 |
| S6 | -5.00 | 0.10 | ||
| STO | Infinity | 0.40 | ||
| S7 | 22.00 | 2.25 | 1.57 | 71.3 |
| S8 | -6.10 | 0.50 | 1.92 | 18.9 |
| S9 | -13.02 | 5.21 | ||
| S10 | 5.85 | 2.00 | 1.83 | 42.7 |
| S11 | 8.01 | 4.00 | ||
| S12 | INFINITY | 0.70 | 1.52 | 64.2 |
| S13 | INFINITY | 0.54 | ||
| S14 | INFINITY | - |
上表1中，沿光轴从物面到像面，S1、S2对应为第一透镜L1的两个表面；S3、S4对应为第二透镜L2的两个表面；S5、S6对应为第三透镜L3的两个表面；STO对应为光学系统孔径光阑STO所在位置；S7、S8对应为第四透镜L4的两个表面；S8、S9对应为第五透镜L5的两个表面；S10，S11对应为第六透镜L6的两个表面；S12、S13对应为红外截止滤光片和/或保护玻璃的两个表面；S14对应为Sensor成像面。
图1示出了本申请实施例的光学成像镜头的结构示意图，第一透镜L1具有负光焦度，其物侧面S1为凹面，像侧面S2为凹面；第二透镜L2具有正光焦度，其物侧面S3为凸面，像侧面S4为凸面；第三透镜L3具有正光焦度，其物侧面S5为凹面，像侧面S6为凸面；第四透镜L4具有正光焦度，其物侧面S7为凸面，像侧面S8为凸面；第五透镜L5具有负光焦度，其物侧面S8为凹面，像侧面S9为凸面。第六透镜L6具有正光焦度，其物侧面S10为凸面，像侧面S11为凹面。滤光片L7具有物侧面S12和像侧面S13。来自物体的光依序穿过各表面S1至S13并最终成像在成像面S14上；
图2示出了实施例的光学成像镜头像散和畸变曲线，像散表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲，畸变表示不同视场角处对应的畸变大小值；
图3示出了实施例的光学成像镜头的MTF曲线，其表示不同空间频率下，不同视场子午方向和弧矢方向MTF值；
由图2和图3可看出，实施例给出的光学成像系统能够实现良好的成像品质，具有更高的成像质量。
一种摄像模组，至少包括光学镜头，光学镜头内安装有上述的长焦车载前视光学系统，本申请镜片枚数合理，结构简单，通过采用全球面镜片配置并合理分配镜片光焦度，具备长焦兼顾小型化、全球面镜片兼顾低成本，同时具有高角分辨率的优点，使得小型化的车载前视镜头在市场将有更大的竞争力。
如上所述是结合具体内容提供的一种或多种实施方式，并不认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。凡与本实用新型的方法、结构等近似、雷同，或是对于本实用新型构思前提下做出若干技术推演或替换，都应当视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种长焦车载前视光学系统，沿光轴从物面到像面依次包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜，其特征在于：
所述第一透镜的物面侧为凹面，像面侧为凹面，其光焦度为负；
所述第二透镜的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
所述第三透镜的物面侧为凹面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
所述第四透镜的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
所述第五透镜的物面侧为凹面，像面侧为凸面，其光焦度为负；
所述第六透镜的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为正。
2.根据权利要求1所述的长焦车载前视光学系统，其特征在于，该光学系统满足TTL/EFL≤3.5，其中TTL为光学系统的第一透镜物面侧顶点至像面之间的距离，EFL为光学系统的有效焦距。
3.根据权利要求1所述的长焦车载前视光学系统，其特征在于，该光学系统的各透镜满足如下条件：
(1)-15mm<f1<-3mm；
(2)4mm<f2<20mm；
(3)5mm<f3<50mm；
(4)3mm<f4<20mm；
(5)-20mm<f5<-4mm；
(6)10mm<f6<100mm；
其中，f1为第一透镜的焦距，f2为第二透镜的焦距，f3为第三透镜的焦距，f4为第四透镜的焦距，f5为第五透镜的焦距，f6为第六透镜的焦距。
4.根据权利要求1所述的长焦车载前视光学系统，其特征在于，该光学系统的各透镜满足如下条件：
(1)-2.5<f1/f<-0.3；
(2)0.4<f2/f<3.0；
(3)0.5<f3/f<8.0；
(4)0.3<f4/f<3.0；
(5)-4.0<f5/f<-0.5；
(6)1.5<f6/f<15.0；
其中，f为整个光学系统的焦距，f1为第一透镜的焦距，f2为第二透镜的焦距，f3为第三透镜的焦距，f4为第四透镜的焦距，f5为第五透镜的焦距，f6为第六透镜的焦距。
5.根据权利要求1-4任一项所述的长焦车载前视光学系统，其特征在于，该光学系统满足如下条件：第一透镜的材料折射率Nd1、材料阿贝常数Vd1满足：1.49<Nd1<1.75，50<Vd1<70.5；和/或
第二透镜的材料折射率Nd2、材料阿贝数Vd2满足：1.7<Nd2<2.1，25<Vd2<55。
6.根据权利要求1-4任一项所述的长焦车载前视光学系统，其特征在于，该光学系统满足如下条件：第三透镜的材料折射率Nd3、材料阿贝数Vd3满足：1.49<Nd1<1.75，50<Vd1<82；和/或
第四透镜的材料折射率Nd4、材料阿贝数Vd4满足：1.49<Nd4<1.62，63<Vd4<82。
7.根据权利要求1-4任一项所述的长焦车载前视光学系统，其特征在于，该光学系统满足如下条件：第五透镜的材料折射率Nd5、材料阿贝数Vd5满足：1.65<Nd5<1.95，17.5<Vd5<35；和/或
第六透镜的材料折射率Nd6、材料阿贝数Vd6满足：1.7<Nd2<2.1，25<Vd2<55。
8.根据权利要求1-4任一项所述的长焦车载前视光学系统，其特征在于，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜均为球面透镜。
9.根据权利要求1所述的长焦车载前视光学系统，其特征在于，第四透镜与第五透镜相互胶合形成组合透镜，光阑位于第三透镜和第四透镜之间。
10.一种摄像模组，至少包括光学镜头，其特征在于，光学镜头内安装有权利要求1-9任一项所述的长焦车载前视光学系统。
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| GR01 | Patent grant | ||
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