CN111880291B - 一种六片式车载光学成像*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种六片式车载光学成像***,从物侧到像侧依次由第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、孔径光阑、第五透镜、第六透镜组成,特点是第一透镜是具有负光焦度的双凹透镜,第二透镜是具有正光焦度的双凸透镜,第三透镜是具有正光焦度的双凸透镜,第四透镜是具有负光焦度的双凹透镜,第五透镜具有负光焦度,物面侧为凹面,像面侧为凸面,第六透镜具有正光焦度,物面侧为凸面,像面侧为凹面,整个***的焦距f满足:5mm≤f≤8mm;光学总长TTL满足:2≤TTL/f≤4,其中,TTL表示第一透镜物方表面顶点至成像焦平面的距离,优点是通过合理控制光焦度的分配比例,提高光学***的相对亮度,在‑40~85℃能够保持稳定的成像性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种六片式光学成像***,尤其是涉及一种六片式车载光学成像***。
背景技术
随着汽车工业的发展,安全驾驶越来越重要,车载前视镜头作为辅助驾驶的关键部件要求也越来越高。随着市场对清晰度的要求越来越高,芯片尺寸也随之越来越大。由于在辅助驾驶***中信息处理的速度决定着辅助驾驶***的反应时间,而成像***的畸变大小,影响着信息处理算法难易程度,进而影响效率。一般车载前视镜头的光学畸变较大在-20%以上。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种畸变小、温漂小且清晰度高的六片式车载光学成像***。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种六片式车载光学成像***,从物侧到像侧依次由第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、孔径光阑、第五透镜、第六透镜组成,其特征在于:所述的第一透镜是具有负光焦度的双凹透镜,所述的第二透镜是具有正光焦度的双凸透镜,所述的第三透镜是具有正光焦度的双凸透镜,所述的第四透镜是具有负光焦度的双凹透镜,所述的第五透镜具有负光焦度,物面侧为凹面,像面侧为凸面,所述的第六透镜具有正光焦度,物面侧为凸面,像面侧为凹面,整个***的焦距f满足:5mm≤f≤8mm;光学总长TTL满足: 2≤TTL/f≤4,其中,TTL表示所述的第一透镜的物方表面顶点至成像焦平面的距离。
所述的第一透镜满足以下关系式:-5≤f1/f≤-4,其中f1为第一透镜的有效焦距,f为整个***的焦距,控制f1和f的比值,可有效控制像差。
所述的第三透镜和所述的第四透镜相互胶合构成消色差透镜组,满足以下关系式:︱R︱/(Ф/2)≤5,其中R为胶合面的曲率半径,Ф为胶合面的有效口径。
所述的第五透镜满足以下关系式:-5≤f5/f≤-4,其中f5为第五透镜的焦距,f为整个***的焦距。
考虑到镜头温漂问题,所述的第一透镜、所述的第二透镜、所述的第三透镜、所述的第四透镜、所述的第五透镜和所述的第六透镜均为玻璃透镜。
所述的第二透镜的折射率为1.92,所述的第四透镜的折射率为1.85,所述的第五透镜的折射率为1.90,所述的第六透镜的折射率为1.87。
与现有技术相比,本发明的优点在于通过合理控制光焦度的分配比例,有效控制主光线角度,提高光学***的相对亮度,使得整个成像***在-40~85℃能够保持稳定的成像性能。从实施例中可以看出,本发明可以实现焦距为6.05mm,视场角70度,光学总长19.98mm,同时全像高可达7mm,全视场畸变仅-17% ,实现了小畸变、大像高的光学镜头。本发明的6片透镜全部为球面玻璃,其中4片为高折射率材料,这样可以有利于控制光学总长,校正像差,采用该结构可满足高分辨率的要求。
附图说明
图1是本发明的结构示意图;
图2是本发明温度为-40℃时的传递函数曲线图;
图3是本发明温度为0℃时的传递函数曲线图;
图4是本发明温度为20℃时的传递函数曲线图;
图5是本发明温度为85℃时的传递函数曲线图;
图6是本发明温度为-40℃时的离焦曲线图;
图7是本发明温度为0℃时的离焦曲线图;
图8是本发明温度为20℃时的离焦曲线图;
图9是本发明温度为85℃时的离焦曲线图;
图10是本发明的场曲图;
图11是本发明的畸变图;
图12是本发明的相对照度图。
具体实施方式
下面结合附图,具体阐明本发明的实施方式,附图仅供参考和说明使用,不构成对本发明专利保护范围的限制。
实施例:
如图1所示,一种六片式车载光学成像***,从物侧到像侧依次由第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、孔径光阑G、第五透镜L5、第六透镜L6组成,第六透镜L6的后方还设置有滤光片IR和保护玻璃CG,第一透镜L1是具有负光焦度的双凹透镜,满足以下关系式:-5≤f1/f≤-4,其中f1为第一透镜的有效焦距,f为整个***的焦距,第二透镜L2是具有正光焦度的双凸透镜,第三透镜L3是具有正光焦度的双凸透镜,第四透镜L4是具有负光焦度的双凹透镜,第三透镜L3和第四透镜L4相互胶合构成消色差透镜组,满足以下关系式:︱R︱/(Ф/2)≤5,其中R为胶合面的曲率半径,Ф为胶合面的有效口径,第五透镜L5具有负光焦度,物面侧为凹面,像面侧为凸面,并满足以下关系式:-5≤f5/f≤-4,其中f5为第五透镜的焦距,f为整个***的焦距;第六透镜L6具有正光焦度,物面侧为凸面,像面侧为凹面,整个***的焦距f满足:5mm≤f≤8mm;光学总长TTL满足: 2≤TTL/f≤4,其中f为整个***的焦距,TTL表示光学镜头的第一透镜L1物方表面顶点至成像焦平面IMG的距离。
考虑到镜头温漂问题,所有的透镜均采用玻璃透镜,且其中的4片透镜由高折射率材料制成。
以下是本实施例的一个示例:
本示例的主要设计参数见下表:(Imeg为像高)
本示例中,整个***的物理光学参数如下表示
本示例采用六片式结构,实现6.05mm焦距,70度视场角,光学总长19.98mm,全像高可达7mm,实现光学镜头小畸变、大像高。
图2~图5是本示例的不同温度传递函数曲线图,图中纵坐标表示OTF模值,横坐标表示空间频率,从图中可以看出各视场OTF模值随空间频率的增大而减小,空间频率53周期/mm在设计上大于0.4,分辨率高,可清晰观察到图像。
图6~图9是本示例的不同温度的离焦曲线图,从图中可以看出,焦移量几乎没有变化。
图10是本示例的场曲图,图中纵坐标表示视场角,横坐标表示场曲的大小,从图中可以看出在-0.1mm到0.1mm之间,对应各波长的视场角的场曲变化;
图11是本示例的畸变图,图中纵坐标表示视场角,横坐标表示畸变的大小,从图中可以看出在-20%到0之间,对应各波长的视场角的畸变变化;
图12是本示例的相对照度图,图中纵坐标表示相对照度,横坐标表示视场角,从图中可以看出相对照度随视场角的增大而减小,全视场相对照度可达80%以上。
Claims (5)
1.一种六片式车载光学成像***,从物侧到像侧依次由第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、孔径光阑、第五透镜和第六透镜组成,其特征在于:所述的第一透镜是具有负光焦度的双凹透镜,所述的第二透镜是具有正光焦度的双凸透镜,所述的第三透镜是具有正光焦度的双凸透镜,所述的第四透镜是具有负光焦度的双凹透镜,所述的第五透镜具有负光焦度,物面侧为凹面,像面侧为凸面,所述的第六透镜具有正光焦度,物面侧为凸面,像面侧为凹面,整个***的焦距f满足:5mm≤f≤8mm;所述的第一透镜满足以下关系式:-5≤f1/f≤-4,其中f1为第一透镜的有效焦距,光学总长TTL满足: 2≤TTL/f≤4,其中,TTL表示所述的第一透镜的物侧面至成像焦平面的距离。
2.如权利要求1所述的一种六片式车载光学成像***,其特征在于:所述的第三透镜和所述的第四透镜相互胶合构成消色差透镜组,满足以下关系式:︱R︱/(Ф/2)≤5,其中R为胶合面的曲率半径,Ф为胶合面的有效口径。
3.如权利要求1所述的一种六片式车载光学成像***,其特征在于:所述的第五透镜满足以下关系式:-5≤f5/f≤-4,其中f5为第五透镜的焦距,f为整个***的焦距。
4.如权利要求1所述的一种六片式车载光学成像***,其特征在于:所述的第一透镜、所述的第二透镜、所述的第三透镜、所述的第四透镜、所述的第五透镜和所述的第六透镜均为玻璃透镜。
5.如权利要求1所述的一种六片式车载光学成像***,其特征在于:所述的第二透镜的折射率为1.92,所述的第四透镜的折射率为1.85,所述的第五透镜的折射率为1.90,所述的第六透镜的折射率为1.87。
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