CN110346916A - 一种后视光学***及其工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种后视光学***，沿光线入射方向自左向右依次设置有光焦度为负的前镜组A、光焦度为正的后镜组B及位于前镜组A与后镜组B之间的固定光阑，所述前镜组A包括第一弯月负透镜、第二弯月负透镜和第一双凸正透镜，所述后镜组B包括第三弯月负透镜和第二双凸正透镜；本发明还涉及一种后视光学***的工作方法。本发明结构合理、操作简便，***整体可靠性更高，镜组的装配敏感度低、良率高，同时光学畸变低，解像力高。

Description

一种后视光学***及其工作方法
技术领域
本发明涉及一种后视光学***及其工作方法。
背景技术
车载后视镜头在车载监控***中具有广泛的应用，为驾驶员提供诸如汽车后视影像、倒车辅助等功能。随着汽车行业的发展，对车载后视镜头的性能提出了更高的要求。现在市面上的后视镜头主要面临的问题有：1.光圈较小导致大视场角的边缘通光量不足，因此边缘成像不够清晰，成像质量差；2.常见的后视镜头一般采用5-6片的全玻璃透镜结构，镜头体型较大，重量较重，无法满足小型化的要求，制造成本较高；3.车载镜头工作环境复杂，特别是工作温度变化较大，要求镜头能在较大的工作温度范围内保证成像质量。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供了一种后视光学***及其工作方法，结构合理、操作简便，***整体可靠性更高，镜组的装配敏感度低、良率高，同时光学畸变低，解像力高。
本发明的技术方案是：一种后视光学***，沿光线入射方向自左向右依次设置有光焦度为负的前镜组A、光焦度为正的后镜组B及位于前镜组A与后镜组B之间的固定光阑，所述前镜组A包括第一弯月负透镜、第二弯月负透镜和第一双凸正透镜，所述后镜组B包括第三弯月负透镜和第二双凸正透镜。
进一步的，第三弯月负透镜和第二双凸正透镜组成非球面透镜胶合组。
进一步的，沿光线入射方向，所述前镜组A与后镜组B之间的空气间隔为0.8mm；前镜组A与固定光阑之间的空气间隔为0.3mm；固定光阑与后镜组B之间的空气间隔为0.5mm。
进一步的，沿光线入射方向，所述前镜组A中，第一弯月负透镜与第二弯月负透镜之间的空气间隔为0.4mm；第二弯月负透镜和第一双凸正透镜之间的空气间隔为5.5mm。
进一步的，第一弯月负透镜、第二弯月负透镜为球面透镜，均由玻璃材质制成；第一双凸正透镜、第三弯月负透镜和第二双凸正透镜为非球面透镜，均由塑胶材料制成。
进一步的，在第二双凸正透镜后端设置有成像面，在第二双凸正透镜与成像面之间设置有平板保护玻璃。
进一步的，将光学***的总焦距设定为f，将第一弯月负透镜的镜片焦距设定为f1，将第二弯月负透镜的镜片焦距设定为f2，将第一双凸正透镜的镜片焦距设定为f3，将第三弯月负透镜的镜片焦距设定为f4，将第二双凸正透镜的镜片焦距设定为f5，各镜片焦距关系如下：，。
进一步的，将第一弯月负透镜的折射率设定为Nd1，将第二弯月负透镜的折射率设定为Nd2，将第一双凸正透镜的折射率设定为Nd3，将第三弯月负透镜的折射率设定为Nd4，将第二双凸正透镜的折射率设定为Nd5，各镜片的折射率满足一下关系：Nd1≥1.5；Nd2≥1.5；Nd3≥1.7；Nd4≥1.5；Nd5≥1.5。
进一步的，将第一弯月负透镜的阿贝系数设定为Vd1，将第二弯月负透镜的阿贝系数设定为Vd2，将第一双凸正透镜的阿贝系数设定为Vd3，将第三弯月负透镜阿贝系数设定为Vd4，将第二双凸正透镜的阿贝系数设定为Vd5，各镜片的阿贝系数满足一下关系：Vd1≥45；Vd2≥50；Vd3≤25；Vd4≤25；Vd5≥50。
本发明提供的另一种技术方案是，一种后视光学***的工作方法，包括所述的后视光学***：当光线入射时，光路顺序进入前镜组A、固定光阑以及后镜组B后进行成像，当光线经过前镜组A时，前镜组A的第一弯月负透镜具有较大的折射率与光焦度，保证***具有较大视场，第二弯月负透镜采用非球面透镜，负责校正整个光学***的畸变，第一双凸正透镜采用高折射率超高色散的玻璃，用于调整整个光学***的高低温特性；当光线经过后镜组B时，具有中等折射率和超高色散的第三弯月负透镜有效矫正成像***的色差和像散。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）本发明采用2G3P的设计结构，相比于全玻璃设计，具有更小的体型与质量；***整体可靠性更高，镜组的装配敏感度低、良率高，有较大的成本优势，有利于大规模生产；
（2）通光口径较大，保证了边缘进光量，边缘成像质量提高；通过合理分配玻璃镜片与塑胶非球面透镜合理的光焦度，优化设计非球面透镜面型，有效校正整个光学***的高级像差、色差，同时***的光学畸变低，解像力高；
（3）本发明具有良好的高低温特性，在按照本发明所提出的透镜组合、材料组合的前提下，本发明的镜头保证了-40℃~+85℃温度范围内镜头的最佳分辨率成像位置不变。
为使得本发明的上述目的、特征和优点能够更明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细说明。
附图说明
图1是本发明实施例的光学结构示意图；
图2是本发明实施例的可见光MTF曲线图；
图3是本发明实施例的在低温-40℃下离焦曲线图；
图4是本发明实施例的在高温+85℃下离焦曲线图；
图5是本发明实施例的光学畸变曲线图；
图中：100-前镜组A；110-第一弯月负透镜120-第二弯月负透镜；130-第一双凸正透镜；200-后镜组B；210-第三弯月负透镜；220-第二双凸正透镜；300-固定光阑；400-成像面；500-平板保护玻璃。
具体实施方式
如图1~5所示，一种后视光学***，沿光线入射方向自左向右依次设置有光焦度为负的前镜组A、光焦度为正的后镜组B及位于前镜组A与后镜组B之间的固定光阑，所述前镜组A包括第一弯月负透镜、第二弯月负透镜和第一双凸正透镜，所述后镜组B包括第三弯月负透镜和第二双凸正透镜。前镜组A的负光焦度能矫正后镜组B的正光焦度像差。
本实施例中，第三弯月负透镜和第二双凸正透镜组成非球面透镜胶合组。
本实施例中，沿光线入射方向，所述前镜组A与后镜组B之间的空气间隔为0.8mm；前镜组A与固定光阑之间的空气间隔为0.3mm；固定光阑与后镜组B之间的空气间隔为0.5mm。
本实施例中，沿光线入射方向，所述前镜组A中，第一弯月负透镜与第二弯月负透镜之间的空气间隔为0.4mm；第二弯月负透镜和第一双凸正透镜之间的空气间隔为5.5mm。
本实施例中，第一弯月负透镜、第二弯月负透镜为球面透镜，均由玻璃材质制成；第一双凸正透镜、第三弯月负透镜和第二双凸正透镜为非球面透镜，均由塑胶材料制成。
本实施例中，在第二双凸正透镜后端设置有成像面，在第二双凸正透镜与成像面之间设置有平板保护玻璃。
本实施例中，将光学***的总焦距设定为f，将第一弯月负透镜的镜片焦距设定为f1，将第二弯月负透镜的镜片焦距设定为f2，将第一双凸正透镜的镜片焦距设定为f3，将第三弯月负透镜的镜片焦距设定为f4，将第二双凸正透镜的镜片焦距设定为f5，各镜片焦距关系如下：，。
本实施例中，将第一弯月负透镜的折射率设定为Nd1，将第二弯月负透镜的折射率设定为Nd2，将第一双凸正透镜的折射率设定为Nd3，将第三弯月负透镜的折射率设定为Nd4，将第二双凸正透镜的折射率设定为Nd5，各镜片的折射率满足一下关系：Nd1≥1.5；Nd2≥1.5；Nd3≥1.7；Nd4≥1.5；Nd5≥1.5。
本实施例中，将第一弯月负透镜的阿贝系数设定为Vd1，将第二弯月负透镜的阿贝系数设定为Vd2，将第一双凸正透镜的阿贝系数设定为Vd3，将第三弯月负透镜阿贝系数设定为Vd4，将第二双凸正透镜的阿贝系数设定为Vd5，各镜片的阿贝系数满足一下关系：Vd1≥45；Vd2≥50；Vd3≤25；Vd4≤25；Vd5≥50。
表1、具体镜片参数如下表
本实施例采用了五片透镜作为示例，通过合理分配各透镜的光焦度、面型、各透镜的中心厚度以及各透镜之间的轴上空气间隔等，有效扩大镜头的视场角，缩短镜头总长度，保证镜头的小畸变与高照度；同时校正各类像差，提高镜头的解析度与成像品质。各非球面面型Z由以下公式限定：
其中，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；为非球面的近轴曲率，(即，近轴曲率为上表1中曲率半径的倒数)；为圆锥常数；A、B、C、D、E均为高次项系数。表2示出了可用于本实施例中各非球面透镜表面的圆锥常数k以及高次项系数A、B、C、D、E。
表2 各非球面透镜参数
本实施例中，此光学***实现的技术指标如下：
（1）焦距：EFFL=1.91mm；（2）光圈F=2.1；（3）视场角：2w≥140°；（4）光学畸变：＜-33%；（5）成像圆直径大于φ4.8；（6）工作波段：420～700nm；（7）光学总长TTL≤13.2mm，光学后截距BFL≥2.6mm；（8）该镜头适用于百万像素CCD或CMOS摄像机。
一种后视光学***的工作方法，包括所述的后视光学***：当光线入射时，光路顺序进入前镜组A、固定光阑以及后镜组B后进行成像，当光线经过前镜组A时，前镜组A的第一弯月负透镜具有较大的折射率与光焦度，保证***具有较大视场，第二弯月负透镜采用非球面透镜，负责校正整个光学***的畸变，第一双凸正透镜采用高折射率超高色散的玻璃，用于调整整个光学***的高低温特性；当光线经过后镜组B时，具有中等折射率和超高色散的第三弯月负透镜有效矫正成像***的色差和像散。
在本发明实施例中，四片非球面透镜矫正所有高级像差及球差，通过合理的折射率和光焦度比例分配，保证前镜组A的镜片与后镜组B的镜片的入射角大小的均衡性，减小了光学***的像面弯曲。
通过以上镜片组成的光学***，光路总长较短，则镜头的体积小，后焦大，可以与多种不同接口的摄像机配合使用；其中第二弯月负透镜、第三弯月负透镜和第二双凸正透镜为塑胶非球面透镜，像质好，成本低；***设计光圈较大，能保证大视场角的进光量，边缘成像清晰。
由图2可以看出，该光学***在可见光波段的MTF表现良好，在空间频率45pl/mm处，其MTF值大于0.5，在空间频率80pl/mm处，其MTF值大于0.3，可以达到百万像素的高清解像力需求。图3和图4为该光学***的分别在-40℃和+85℃下MTF离焦曲线图。由图中可以看出，该光学***在-40℃时，中心视场的离焦量为-7.2μm，在85℃时，中心视场的离焦量为6.6μm。离焦量均在可接受范围，像质表现完全满足车载镜头在高低温环境下的使用要求。图5是该光学***的光学畸变曲线图，由图中可以看出镜头在最大视场角140°处，光学畸变率控制在-33%以内，边缘成像清晰且不失真。
上述操作流程及软硬件配置，仅作为本发明的较佳实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种后视光学***，其特征在于：沿光线入射方向自左向右依次设置有光焦度为负的前镜组A、光焦度为正的后镜组B及位于前镜组A与后镜组B之间的固定光阑，所述前镜组A包括第一弯月负透镜、第二弯月负透镜和第一双凸正透镜，所述后镜组B包括第三弯月负透镜和第二双凸正透镜。
2.根据权利要求1所述的后视光学***，其特征在于：第三弯月负透镜和第二双凸正透镜组成非球面透镜胶合组。
3.根据权利要求2所述的后视光学***，其特征在于：沿光线入射方向，所述前镜组A与后镜组B之间的空气间隔为0.8mm；前镜组A与固定光阑之间的空气间隔为0.3mm；固定光阑与后镜组B之间的空气间隔为0.5mm。
4.根据权利要求3所述的后视光学***，其特征在于：沿光线入射方向，所述前镜组A中，第一弯月负透镜与第二弯月负透镜之间的空气间隔为0.4mm；第二弯月负透镜和第一双凸正透镜之间的空气间隔为5.5mm。
5.根据权利要求4所述的后视光学***，其特征在于：第一弯月负透镜、第二弯月负透镜为球面透镜，均由玻璃材质制成；第一双凸正透镜、第三弯月负透镜和第二双凸正透镜为非球面透镜，均由塑胶材料制成。
6.根据权利要求5所述的后视光学***，其特征在于：在第二双凸正透镜后端设置有成像面，在第二双凸正透镜与成像面之间设置有平板保护玻璃。
7.根据权利要求6所述的后视光学***，其特征在于：将光学***的总焦距设定为f，将第一弯月负透镜的镜片焦距设定为f1，将第二弯月负透镜的镜片焦距设定为f2，将第一双凸正透镜的镜片焦距设定为f3，将第三弯月负透镜的镜片焦距设定为f4，将第二双凸正透镜的镜片焦距设定为f5，各镜片焦距关系如下：，。
8.根据权利要求7所述的后视光学***，其特征在于：将第一弯月负透镜的折射率设定为Nd1，将第二弯月负透镜的折射率设定为Nd2，将第一双凸正透镜的折射率设定为Nd3，将第三弯月负透镜的折射率设定为Nd4，将第二双凸正透镜的折射率设定为Nd5，各镜片的折射率满足一下关系：Nd1≥1.5；Nd2≥1.5；Nd3≥1.7；Nd4≥1.5；Nd5≥1.5。
9.根据权利要求8所述的后视光学***，其特征在于：将第一弯月负透镜的阿贝系数设定为Vd1，将第二弯月负透镜的阿贝系数设定为Vd2，将第一双凸正透镜的阿贝系数设定为Vd3，将第三弯月负透镜阿贝系数设定为Vd4，将第二双凸正透镜的阿贝系数设定为Vd5，各镜片的阿贝系数满足一下关系：Vd1≥45；Vd2≥50；Vd3≤25；Vd4≤25；Vd5≥50。
10.一种后视光学***的工作方法，包括如权利要求9所述的后视光学***，其特征在于：当光线入射时，光路顺序进入前镜组A、固定光阑以及后镜组B后进行成像，当光线经过前镜组A时，前镜组A的第一弯月负透镜具有较大的折射率与光焦度，保证***具有较大视场，第二弯月负透镜采用非球面透镜，负责校正整个光学***的畸变，第一双凸正透镜采用高折射率超高色散的玻璃，用于调整整个光学***的高低温特性；当光线经过后镜组B时，具有中等折射率和超高色散的第三弯月负透镜有效矫正成像***的色差和像散。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113589479A (zh) * 2021-07-13 2021-11-02 浙江大华技术股份有限公司 一种成像***
CN113960749A (zh) * 2021-09-24 2022-01-21 浙江华诺康科技有限公司 光学镜头和成像装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0279013A (ja) * 1988-09-16 1990-03-19 Olympus Optical Co Ltd ズームレンズ
JPH09311273A (ja) * 1996-05-21 1997-12-02 Konica Corp 可変焦点距離レンズ
JPH11305125A (ja) * 1998-02-19 1999-11-05 Canon Inc ズ―ムレンズ及びそれを用いた撮影装置
JP2014228570A (ja) * 2013-05-20 2014-12-08 富士フイルム株式会社 広角撮像レンズおよび撮像装置
CN210742594U (zh) * 2019-07-23 2020-06-12 福建福光天瞳光学有限公司 一种后视光学***

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0279013A (ja) * 1988-09-16 1990-03-19 Olympus Optical Co Ltd ズームレンズ
JPH09311273A (ja) * 1996-05-21 1997-12-02 Konica Corp 可変焦点距離レンズ
JPH11305125A (ja) * 1998-02-19 1999-11-05 Canon Inc ズ―ムレンズ及びそれを用いた撮影装置
JP2014228570A (ja) * 2013-05-20 2014-12-08 富士フイルム株式会社 広角撮像レンズおよび撮像装置
CN210742594U (zh) * 2019-07-23 2020-06-12 福建福光天瞳光学有限公司 一种后视光学***

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113589479A (zh) * 2021-07-13 2021-11-02 浙江大华技术股份有限公司 一种成像***
CN113589479B (zh) * 2021-07-13 2023-10-10 浙江大华技术股份有限公司 一种成像***
CN113960749A (zh) * 2021-09-24 2022-01-21 浙江华诺康科技有限公司 光学镜头和成像装置
CN113960749B (zh) * 2021-09-24 2024-01-30 浙江华诺康科技有限公司 光学镜头和成像装置

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