CN115016101B - 一种车载光学镜头 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种车载光学镜头，包括从物方至像方依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜与第五透镜，所述的第一透镜的物面侧为凸面、像面侧为凹面，所述的第二透镜为正光焦度塑料非球面镜片，第二透镜的物面侧为凹面、像面侧为凸面，所述的第三透镜为为正光焦度的玻璃球面镜片或者玻璃非球面镜片；所述的第三透镜焦距值满足下列关系：3.5≥F3/F≥0.5；所述的第三透镜的光折射率Nd3和阿贝常数Vd3分别满足下列关系：1.7≥Nd3≥1.5，70≥Vd3≥40。在保证高解像力和低畸变同时实现结构简单、低成本。

Description

一种车载光学镜头

技术领域

本申请涉及光学成像技术领域，尤其是涉及一种车载光学镜头。

背景技术

随着汽车驾驶辅助系统的快速发展，光学镜头在其中扮演着越来越重要的作用。尤其是车载镜头，安装在汽车驾驶室内或车外，透过镜头在Sensor上成像的影像，对车辆行车前方状况做监控。车载镜头在自动驾驶系统中发挥重要作用。因安全性的考虑，车载应用的光学镜头对某些方面的光学参数要求更为严格，尤其是对光学镜头的解像力性能要求越来越高。

中国专利申请“一种车载ADAS广角镜头”，申请号：CN202110279535.7；公开了从物方到像方依次设有前透镜群组、光阑以及后透镜群组，所述前透镜群组包括第一透镜、第二透镜以及第三透镜，所述后透镜群组包括第四透镜、第五透镜以及第六透镜都为玻璃镜片，所述第一透镜为一凸一凹的负透镜，凹面向像面，且所述第二透镜到第六透镜至少有一枚是玻璃非球面，且所述第三透镜到第六透镜间有一组胶合镜片。这种广角镜头大光圈、像面尺寸大、照度高且畸变较小，并且远距离影像的成像清晰。

但上述专利申请的优选方案中为了提高解析度，采用全玻结构的透镜，不利于实现镜头的小型化要求和低畸变的要求，而且使得光学镜头的成本较高。即使采用玻塑混合结构的镜片，其光学镜头的前端口径也往往比较大。

发明内容

本申请所要解决的技术问题是提供一种车载光学镜头，在保证高解像力和低畸变同时实现结构简单、低成本。

本申请采用的技术方案为：一种车载光学镜头，包括从物方至像方依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜与第五透镜，所述的第一透镜的物面侧为凸面、像面侧为凹面，所述的第二透镜为正光焦度塑料非球面镜片，第二透镜的物面侧为凹面、像面侧为凸面，所述的第三透镜为正光焦度玻璃球面镜片或玻璃非球面镜片；所述的第三透镜焦距值满足下列关系：3.5≥F3/F≥0.5；所述的第三透镜的光折射率Nd3和阿贝常数Vd3分别满足下列关系：1.7≥Nd3≥1.5，70≥Vd3≥40。

与现有技术相比，本申请的优点在于：本申请采用五枚透镜来构成车载光学镜头，结构简单、低成本。合理规划光学架构和非球面镜片的使用和排布，使得光学镜头具有更小的前端口径和更小的镜头长度。第二透镜采用塑料非球面镜片使外视场光线具有更好的入射状态，使得镜头在保证较高的解像力的前提下具有更小的光学畸变。第三透镜采用玻璃球面镜片或者玻璃非球面镜片，使得镜头解像力具有更进一步的提升。第三透镜使用玻璃镜片的使用，能够保证镜头具有更好的温度特性在-40℃-105℃范围不虚焦影像清晰，如果第三透镜使用塑料镜片将导致镜头高低温离焦严重，影像模糊。因此本申请通过合理的光学结构和一枚玻璃镜片的使用，使得车载光学镜头具有保证具有较高的解像力的同时，具有更小的前端口径和更小的镜头长度，较小的光学畸变。

在本申请的一些实施例中，所述的第四透镜、第五透镜均为塑料非球面镜片。在本申请中，第二透镜、第四透镜、第五透镜均采用塑料非球面镜片，使外视场光线具有更好的入射状态，使得镜头在保证较高的解像力的前提下具有更小的光学畸变。

在本申请中，第一透镜和第三透镜采用玻璃镜片，第三透镜可为玻璃球面镜片或玻璃非球面镜片，以及优选的各镜片光焦度的分配，使得光学镜头具有更小的前端口径和更小的镜头长度。

在本申请的一些实施例中，本申请还包括光阑，所述的光阑位于第一透镜、第二透镜之间。

在本申请的一些实施例中，本申请还包括光阑，所述的光阑位于第二透镜、第三透镜之间。

在本申请的一些实施例中，所述的第一透镜为负光焦度球面玻璃镜片。

具体的，所述的第一透镜焦距值F1满足下列关系：-0.5≥F1/F≥-3.5。其中F为镜头的焦距值。

所述第一透镜的光折射率Nd1和阿贝常数Vd1分别满足满足下列关系：1.8≥Nd1≥1.5，65≥Vd1≥35。

在本申请的一些实施例中，所述的第二透镜焦距值F2满足下列关系：4≥F2/F≥1；所述的第二透镜的光折射率Nd2和阿贝常数Vd2分别满足下列关系：1.65≥Nd2≥1.5，60≥Vd2≥40。

在本申请的一些实施例中，所述的第三透镜焦距值满足下列关系：3.5≥F3/F≥0.5；所述的第三透镜的光折射率Nd3和阿贝常数Vd3分别满足下列关系：1.7≥Nd3≥1.5，70≥Vd3≥40。

在本申请的一些实施例中，所述的第四透镜为负光焦度的镜片，第四透镜的物面侧为凹面、像面侧为凹面。

所述的第四透镜焦距值F4满足下列关系：-0.5≥F4/F≥-3.5；

所述的第四透镜的光折射率Nd4和阿贝常数Vd4满足下列关系：1.65≥Nd4≥1.6，40≥Vd4≥20。

在本申请的一些实施例中，所述的第五透镜为正光焦度的镜片。

所述的第五透镜焦距值F5满足下列关系：4≥F5/F≥1；

所述的第五透镜的光折射率Nd5和阿贝常数Vd5满足下列关系：1.6≥Nd5≥1.5，60≥Vd5≥40。

本申请通过控制各透镜的曲率和形状能够有效的控制鬼像的发生，使得光学镜头具有较少的鬼像。

在本申请的一些实施例中，光学镜头满足下列关系：TTL/D≥1.5。其中，TTL表示第一透镜物面侧顶点到成像像面的距离，D表示成像像面的最大像面圆直径。

光学镜头满足下列关系：H/D/FOV≤0.02。其中，H表示第一透镜朝向物面侧凸面的最大通光口径，D表示成像像面的最大像面圆直径，FOV表示成像像面的最大像面圆直径所对应的视场角大小。

附图说明

以下将结合附图和优选实施例来对本申请进行进一步详细描述，但是本领域技术人员将领会的是，这些附图仅是出于解释优选实施例的目的而绘制的，并且因此不应当作为对本申请范围的限制。此外，除非特别指出，附图仅示意在概念性地表示所描述对象的组成或构造并可能包含夸张性显示，并且附图也并非一定按比例绘制。

图1为本申请的第一种光学结构示意图；

图2为本申请的第二种光学结构示意图；

图3为本申请的畸变曲线；

图4为本申请的MTF曲线。

其中，附图标记具体说明如下：1、第一透镜；2、光阑；3、第二透镜；4、第三透镜；5、第四透镜；6、第五透镜；7、滤光片；8、光轴；9、像面。

具体实施方式

下面结合附图，对本申请作详细的说明。

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

一种车载光学镜头，实施例一如图1所示：包括从物方至像方依次设置的第一透镜1、第二透镜3、第三透镜4、第四透镜5与第五透镜6，所述的第一透镜1的物面侧为凸面、像面9侧为凹面，所述的第二透镜3为正光焦度塑料非球面镜片，第二透镜3的物面侧为凹面、像面9侧为凸面，所述的第三透镜4为正光焦度玻璃非球面镜片。第二透镜3采用塑料非球面镜片使外视场光线具有更好的入射状态，使得镜头在保证较高的解像力的前提下具有更小的光学畸变。第三透镜4采用玻璃非球面镜片，所述的第三透镜焦距值满足下列关系：3.5≥F3/F≥0.5；所述的第三透镜的光折射率Nd3和阿贝常数Vd3分别满足下列关系：1.7≥Nd3≥1.5，70≥Vd3≥40。使得镜头解像力具有更进一步的提升。合理的规划使得光学镜头具有更小的前端口径和更小的镜头长度。本申请采用五枚透镜来构成车载光学镜头，结构简单、低成本。

实施例二，实施例二的其它内容与实施例一相同，其不同之处在于，第三透镜采用玻璃球面镜片。

实施例三，如图1所示：本申请还包括光阑2，所述的光阑2位于第一透镜1、第二透镜3之间。

所述的第一透镜1为负光焦度球面玻璃镜片。具体的，所述的第一透镜1焦距值F1满足下列关系：-0.5≥F1/F≥-3.5。其中F为镜头的焦距值。所述第一透镜1的光折射率Nd1和阿贝常数Vd1分别满足满足下列关系：1.8≥Nd1≥1.5，65≥Vd1≥35。

所述的第二透镜3焦距值F2满足下列关系：4≥F2/F≥1；所述的第二透镜3的光折射率Nd2和阿贝常数Vd2分别满足下列关系：1.65≥Nd2≥1.5，60≥Vd2≥40。

所述的第四透镜5为负光焦度的塑料非球面镜片，第四透镜5的物面侧为凹面、像面9侧为凹面。

所述的第四透镜5焦距值F4满足下列关系：-0.5≥F4/F≥-3.5；

所述的第四透镜5的光折射率Nd4和阿贝常数Vd4满足下列关系：1.65≥Nd4≥1.6，40≥Vd4≥20。

所述的第五透镜6为正光焦度的塑料非球面镜片。

所述的第五透镜6焦距值F5满足下列关系：4≥F5/F≥1；

所述的第五透镜6的光折射率Nd5和阿贝常数Vd5满足下列关系：1.6≥Nd5≥1.5，60≥Vd5≥40。

在本申请中，第二透镜3、第四透镜5、第五透镜6均采用塑料非球面镜片，使外视场光线具有更好的入射状态，使得镜头在保证较高的解像力的前提下具有更小的光学畸变。

在本申请中，第二透镜3、第三透镜4、第四透镜5、第五透镜6均采用非球面镜片，使得光学镜头具有更小的前端口径和更小的镜头长度。

本申请通过控制各透镜的曲率和形状能够有效的控制鬼像的发生，使得光学镜头具有较少的鬼像。

如图1所示，从物方至像方，沿着光轴8依次设置有：第一透镜1、光阑2、第二透镜3、第三透镜4、第四透镜5、第五透镜6，滤光片7与像面9。

实施例三的其它内容与实施例一或实施例二相同。

实施例四，如图2所示：实施例三的其它内容与实施例二相同，其不同之处在于：本申请还包括光阑2，所述的光阑2位于第二透镜3、第三透镜4之间。

如图2所示，从物方至像方，沿着光轴8依次设置有：第一透镜1、第二透镜3、光阑2、第三透镜4、第四透镜5、第五透镜6，滤光片7与像面9。

实施例五，如图1至图4所示：光学镜头满足下列关系：TTL/D≥1.5。其中，TTL表示第一透镜物面侧顶点到成像像面的距离，D表示成像像面的最大像面圆直径。

光学镜头满足下列关系：H/D/FOV≤0.02。其中，H表示第一透镜朝向物面侧凸面的最大通光口径，D表示成像像面的最大像面圆直径，FOV表示成像像面的最大像面圆直径所对应的视场角大小。

本申请中的塑料非球面透镜满足非球面定义方程式：

其中Z为沿光轴方向的矢高，c代表半径对应的曲率，r为径向坐标，k为圆锥二次曲线常数，A,B,C,D,E,F,G为非球面系数。

本申请中的塑料非球面透镜表面满足：

光学镜头可实现的具体设计参数：

项目	EFL	H	D	FOV	TTL
						参数	4.04mm	4.1mm	7mm	90°	11.35mm

实施例五的其它内容与上述任一实施例相同。

以上对本申请进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请及核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种车载光学镜头，其特征在于包括从物方至像方依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜与第五透镜，所述的第一透镜的物面侧为凸面、像面侧为凹面，所述的第二透镜为正光焦度塑料非球面镜片，第二透镜的物面侧为凹面、像面侧为凸面，所述的第三透镜为正光焦度的玻璃球面镜片或者玻璃非球面镜片；所述的第三透镜焦距值满足下列关系：3.5≥F3/F≥0.5；所述的第三透镜的光折射率Nd3和阿贝常数Vd3分别满足下列关系：1.7≥Nd3≥1.5，70≥Vd3≥40；还包括光阑，所述的光阑位于第一透镜、第二透镜之间；所述的第二透镜的光折射率Nd2和阿贝常数Vd2分别满足下列关系：1.65≥Nd2≥1.5，60≥Vd2≥40；第一透镜朝向物面侧凸面的最大通光口径H、成像像面的最大像面圆直径D、成像像面的最大像面圆直径所对应的视场角大小FOV满足下列关系：H/D/FOV≤0.02。

2.根据权利要求1所述的一种车载光学镜头，其特征在于所述的第四透镜、第五透镜均为塑料非球面镜片。

3.根据权利要求1所述的一种车载光学镜头，其特征在于所述的第一透镜为负光焦度球面玻璃镜片；所述的第一透镜焦距值F1满足下列关系：-0.5≥F1/F≥-3.5；所述第一透镜的光折射率Nd1和阿贝常数Vd1分别满足满足下列关系：1.8≥Nd1≥1.5，65≥Vd1≥35。

4.根据权利要求1所述的一种车载光学镜头，其特征在于所述的第二透镜焦距值F2满足下列关系：4≥F2/F≥1。

5.根据权利要求2所述的一种车载光学镜头，其特征在于所述的第四透镜为负光焦度的镜片，第四透镜的物面侧为凹面、像面侧为凹面；所述的第四透镜焦距值F4满足下列关系：-0.5≥F4/F≥-3.5；所述的第四透镜的光折射率Nd4和阿贝常数Vd4满足下列关系：1.65≥Nd4≥1.6，40≥Vd4≥20。

6.根据权利要求2所述的一种车载光学镜头，其特征在于所述的第五透镜为正光焦度的镜片；所述的第五透镜焦距值F5满足下列关系：4≥F5/F≥1；所述的第五透镜的光折射率Nd5和阿贝常数Vd5满足下列关系：1.6≥Nd5≥1.5，60≥Vd5≥40。

7.根据权利要求1-6任一所述的一种车载光学镜头，其特征在于第一透镜物面侧顶点到成像像面的距离TTL与成像像面的最大像面圆直径D满足下列关系：TTL/D≥1.5。