CN114942511B - 一种大取景范围大成像面积光学镜头及其成像方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大取景范围大成像面积光学镜头，光学系统由沿光线入射光路自左向右依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、光阑、第四透镜、第五透镜以及第六透镜组成；其中，第一透镜为弯月负透镜，第二透镜、第三透镜以及第六透镜为非球面透镜。该镜头相较于全塑或玻塑混合结构提升了成像稳定性以及成像质量。

Description

一种大取景范围大成像面积光学镜头及其成像方法

技术领域

本发明涉及一种大取景范围大成像面积光学镜头及其成像方法。

背景技术

车载镜头已经成为当今各种机动车辆的标配，在提升驾驶体验、保护交通参与者生命财产安全等方面发挥了重要作用。然而，探测盲区大、镜头清晰度低、周边亮度低等是相关类似产品所面临的普遍问题，当前市场亟需一种高成像质量、大成像范围、高稳定性的车载镜头以提升驾驶辅助产品的性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大取景范围大成像面积光学镜头及其成像方法，该镜头相较于全塑或玻塑混合结构提升了成像稳定性以及成像质量。

本发明的技术方案在于：一种大取景范围大成像面积光学镜头，光学系统由沿光线入射光路自左向右依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、光阑、第四透镜、第五透镜以及第六透镜组成；其中，第一透镜为弯月负透镜，第三透镜为双凸正透镜；第二透镜、第三透镜以及第六透镜为非球面透镜。

进一步地，光学系统的焦距为，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜的焦距分别为/>、/>、/>、/>，/>、/>，其中/>、/>、/>与/>满足以下比例：-4.5</>//><-0.1，0.1</>//><3.5，-3.0</>//><2.0。

进一步地，第一透镜满足关系式：≥1.5，/>≥40.0；第二透镜满足关系式：/>≥1.5，/>≤60.0；第三透镜满足关系式：/>≥1.5，/>≤55.0；第六透镜满足关系式：/>≥1.5，/>≥50.0；其中/>为折射率，/>为阿贝常数。

进一步地，光学系统的光学总长度TTL与光学系统的焦距f之间满足：TTL/f≤8.0。

进一步地，光学系统的F数≤1.6。

进一步地，光学系统的半像高ImaH与光学系统的焦距f之间满足：ImaH/f≤1.26。

一种大取景范围大成像面积光学镜头的成像方法，按以下步骤进行：光线自左向右依次经第一透镜、第二透镜、第三透镜、光阑、第四透镜、第五透镜以及第六透镜后成像。

与现有技术相比较，本发明具有以下优点：

1. 该镜头采用全玻结构，相较于全塑或玻塑混合结构提升了成像稳定性。

2. 充分运用了光学加工制程能力，采用多片非球面提升成像质量，并简化系统结构。

3. F数较小，通光孔径更大，保证了系统进光量的充足，能够更好地适应多种光线环境。

4. 通过合理的材料搭配以及镜片光焦度分配，整个光学系统的轴向色差与横向色差得到了很好地校正，合理的面型设计也使得整个光学系统的高级像差得到有效校正。

5. 同时每个镜面的光线入射角小，公差敏感度低。

附图说明

图1是本发明实施例一的光学结构示意图；

图2是本发明实施例一的工作波段轴向色差图；

图3是本发明实施例一的工作波段垂轴色差图；

图4是本发明实施例一的工作波段场曲畸变图；

图5是本发明实施例二的光学结构示意图；

图6是本发明实施例二的工作波段轴向色差图；

图7是本发明实施例二的工作波段垂轴色差图；

图8是本发明实施例二的工作波段场曲畸变图；

图9是本发明实施例三的光学结构示意图；

图10是本发明实施例三的工作波段轴向色差图；

图11是本发明实施例三的工作波段垂轴色差图；

图12是本发明实施例三的工作波段场曲畸变图；

图13是本发明实施例四的光学结构示意图；

图14是本发明实施例四的工作波段轴向色差图；

图15是本发明实施例四的工作波段垂轴色差图；

图16是本发明实施例四的工作波段场曲畸变图；

图中：L1-第一透镜；L2-第二透镜；L3-第三透镜；STO-光阑；L4-第四透镜；L5-第五透镜；L6-第六透镜；L7-等效玻璃平板；IMA-成像面。

具体实施方式

为让本发明的上述特征和优点能更浅显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下，但本发明并不限于此。

实施例一 参考图1至图4

一种大取景范围大成像面积光学镜头，光学系统由沿光线入射光路自左向右依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、光阑、第四透镜、第五透镜以及第六透镜组成；其中，第一透镜为弯月负透镜，第三透镜为双凸正透镜；第二透镜、第三透镜以及第六透镜为非球面透镜。

本实施例中，第四透镜为双凸正透镜。

本实施例中，光学系统的焦距为，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜的焦距分别为/>、/>、/>、/>，/>、/>，其中/>、/>、/>与/>满足以下比例：-4.5</>//><-0.1，0.1</>//><3.5，-3.0</>//><2.0。

本实施例中，第一透镜满足关系式：≥1.5，/>≥40.0；第二透镜满足关系式：≥1.5，/>≤60.0；第三透镜满足关系式：/>≥1.5，/>≤55.0；第六透镜满足关系式：≥1.5，/>≥50.0；其中/>为折射率，/>为阿贝常数。

本实施例中，光学系统的光学总长度TTL与光学系统的焦距f之间满足：TTL/f≤8.0。

本实施例中，光学系统的F数≤1.6。

本实施例中，光学系统的半像高ImaH与光学系统的焦距f之间满足：ImaH/f≤1.26。

本实施例中，非球面曲线方程表达式为：

其中，Z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；c为非球面的近轴曲率；k为圆锥常数；均为高次项系数。

本实施例中，光学系统实现的技术指标如下：

（1）焦距：2.74mm≤EFFL≤4.32mm；（2）光圈F≤1.6。

为实现上述设计参数，本实施例光学系统所采用的具体设计见下表：

。

本实施例的光学系统的各非球面透镜的非球面系数如下表：

。

实施例二 参考图5至图8

本实施例中，第四透镜为弯月负透镜。第四透镜与第五透镜形成胶合组。

本实施例中，光学系统实现的技术指标如下：

（1）焦距：2.79mm≤EFFL≤4.35mm；（2）光圈F≤1.6。

为实现上述设计参数，本实施例光学系统所采用的具体设计见下表：

。

本实施例的光学系统的各非球面透镜的非球面系数如下表：

。

实施例三 参考图9至图12

本实施例中，第四透镜为弯月负透镜。第四透镜与第五透镜形成胶合组。

本实施例中，光学系统实现的技术指标如下：

（1）焦距：2.85mm≤EFFL≤4.71mm；（2）光圈F≤1.6。

为实现上述设计参数，本实施例光学系统所采用的具体设计见下表：

。

本实施例的光学系统的各非球面透镜的非球面系数如下表：

。

实施例四 参考图13至图16

本实施例中，第四透镜为弯月负透镜。第四透镜与第五透镜形成胶合组。

本实施例中，光学系统实现的技术指标如下：

（1）焦距：2.81mm≤EFFL≤4.76mm；（2）光圈F≤1.6。

为实现上述设计参数，本实施例光学系统所采用的具体设计见下表：

。

本实施例的光学系统的各非球面透镜的非球面系数如下表：

。

该大取景范围大成像面积光学镜头的成像方法，按以下步骤进行：光线自左向右依次经第一透镜、第二透镜、第三透镜、光阑、第四透镜、第五透镜以及第六透镜后成像。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出不同形式的大取景范围大成像面积光学镜头并不需要创造性的劳动，在不脱离本发明的原理和精神的情况下凡依本发明申请专利范围所做的均等变化、修改、替换和变型，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (6)

1.一种大取景范围大成像面积光学镜头，其特征在于，光学系统由沿光线入射光路自左向右依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、光阑、第四透镜、第五透镜以及第六透镜组成；其中，第一透镜为弯月负透镜，第二透镜、第三透镜以及第六透镜为非球面透镜；光学系统的焦距为，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜的焦距分别为/>、/>、/>、/>，/>、/>，其中/>、/>、/>与/>满足以下比例：-4.5</>//><-0.1，0.1</>//><3.5，-3.0</>//><2.0；

所述第一透镜的物侧面曲率半径为15.547mm，像侧面曲率半径为5.872mm，厚度为0.934mm；所述第二透镜的物侧面曲率半径为16.659mm，像侧面曲率半径为4.397mm，厚度为0.743mm；所述第三透镜的物侧面曲率半径为14.159mm，像侧面曲率半径为-7.57mm，厚度为3.0mm；所述第四透镜的物侧面曲率半径为12.204mm，像侧面曲率半径为-84.678mm，厚度为2.398mm；所述第五透镜的物侧面曲率半径为-85.625mm，像侧面曲率半径为8.383mm，厚度为0.734mm；所述第六透镜的物侧面曲率半径为6.006mm，像侧面曲率半径为-139.354mm，厚度为1.749mm；第一透镜与第二透镜之间的空气间隔为2.959mm，第二透镜与第三透镜之间的空气间隔为6.184mm，第三透镜与第四透镜之间的空气间隔为2.515mm，第四透镜与第五透镜之间的空气间隔为0.085mm，第五透镜与第六透镜之间的空气间隔为0.442mm；

或所述第一透镜的物侧面曲率半径为18.150mm，像侧面曲率半径为4.302mm，厚度为1.310mm；所述第二透镜的物侧面曲率半径为-7.022mm，像侧面曲率半径为-14.557mm，厚度为5.500mm；所述第三透镜的物侧面曲率半径为7.046mm，像侧面曲率半径为-51.657mm，厚度为2.702mm；所述第四透镜的物侧面曲率半径为11.457mm，像侧面曲率半径为4.827mm，厚度为1.656mm；所述第五透镜的物侧面曲率半径为4.827mm，像侧面曲率半径为-7.042mm，厚度为4.750mm；所述第六透镜的物侧面曲率半径为7.367mm，像侧面曲率半径为6.147mm，厚度为1.200mm；第一透镜与第二透镜之间的空气间隔为3.896mm，第二透镜与第三透镜之间的空气间隔为0.165mm，第三透镜与第四透镜之间的空气间隔为2.767mm，第四透镜与第五透镜之间的空气间隔为0mm，第五透镜与第六透镜之间的空气间隔为0.1mm；

或所述第一透镜的物侧面曲率半径为15.653mm，像侧面曲率半径为4.185mm，厚度为1.310mm；所述第二透镜的物侧面曲率半径为-6.450mm，像侧面曲率半径为-11.594mm，厚度为5.671mm；所述第三透镜的物侧面曲率半径为6.940mm，像侧面曲率半径为-169.001mm，厚度为2.908mm；所述第四透镜的物侧面曲率半径为12.610mm，像侧面曲率半径为4.814mm，厚度为1.770mm；所述第五透镜的物侧面曲率半径为4.814mm，像侧面曲率半径为-9.848mm，厚度为4.780mm；所述第六透镜的物侧面曲率半径为7.271mm，像侧面曲率半径为8.639mm，厚度为1.255mm；第一透镜与第二透镜之间的空气间隔为3.926mm，第二透镜与第三透镜之间的空气间隔为0.125mm，第三透镜与第四透镜之间的空气间隔为2.205mm，第四透镜与第五透镜之间的空气间隔为0mm，第五透镜与第六透镜之间的空气间隔为0.1mm；

或所述第一透镜的物侧面曲率半径为22.905mm，像侧面曲率半径为4.503mm，厚度为1.310mm；所述第二透镜的物侧面曲率半径为-7.928mm，像侧面曲率半径为-9.669mm，厚度为6.0mm；所述第三透镜的物侧面曲率半径为11.165mm，像侧面曲率半径为-15.983mm，厚度为2.719mm；所述第四透镜的物侧面曲率半径为26.591mm，像侧面曲率半径为6.011mm，厚度为1.224mm；所述第五透镜的物侧面曲率半径为6.011mm，像侧面曲率半径为-10.313mm，厚度为4.644mm；所述第六透镜的物侧面曲率半径为8.809mm，像侧面曲率半径为9.158mm，厚度为1.285mm；第一透镜与第二透镜之间的空气间隔为4.089mm，第二透镜与第三透镜之间的空气间隔为0.165mm，第三透镜与第四透镜之间的空气间隔为2.292mm，第四透镜与第五透镜之间的空气间隔为0mm，第五透镜与第六透镜之间的空气间隔为0.388mm。

2.根据权利要求1所述的一种大取景范围大成像面积光学镜头，其特征在于，第一透镜满足关系式：≥1.5，/>≥40.0；第二透镜满足关系式：/>≥1.5，/>≤60.0；第三透镜满足关系式：/>≥1.5，/>≤55.0；第六透镜满足关系式：/>≥1.5，/>≥50.0；其中/>为折射率，/>为阿贝常数。

3.根据权利要求1所述的一种大取景范围大成像面积光学镜头，其特征在于，光学系统的光学总长度TTL与光学系统的焦距f之间满足：TTL/f≤8.0。

4.根据权利要求1所述的一种大取景范围大成像面积光学镜头，其特征在于，光学系统的F数≤1.6。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的一种大取景范围大成像面积光学镜头，其特征在于，光学系统的半像高ImaH与光学系统的焦距f之间满足：ImaH/f≤1.26。

6.一种如权利要求1-4任意一项所述的一种大取景范围大成像面积光学镜头的成像方法，其特征在于，按以下步骤进行：光线自左向右依次经第一透镜、第二透镜、第三透镜、光阑、第四透镜、第五透镜以及第六透镜后成像。